Досліджено автоматизоване визначення параметрів та формування спряжених лінійчатих поверхонь вищих кінематичних пар із лінійним дотиком. Запропоновано геометричний спосіб визначення діапазонів зміни параметрів складних рухів. Зазначений спосіб дозволяє здійснити оптимізацію параметрів спряжених лінійчатих поверхонь. За допомогою геометричного способу розроблено автоматизоване визначення параметрів спряжених поверхонь на базі діаграм кінематичного гвинта. Знайдені параметри використовуються з метою автоматизованого формування спряжених поверхонь. Апробовано автоматизований метод визначення параметрів характеристики та формування спряжених поверхонь. Наведено підсистему моделювання спряжених поверхонь вищих кінематичних пар, яка включає в себе визначення необхідних параметрів та формування даних поверхонь. Підсистему реалізовано у вигляді додатка до САПР AutoCAD R14.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну проблему підвищення ефективності технологічного процесу стендових випробувань машинобудівних виробів за рахунок скорочення термінів їх проведення, підвищення достовірності інформаційних результатів на основі встановлених взаємозв'язків між параметрами об'єктів випробувань і системами їх здійснення. Показано, що вибір інформативних параметрів полягає в їх ранжуванні за інформаційним критерієм розрізнення станів випробувальних виробів. Зазначено, що комплекс взаємозв'язаних математичних моделей для елементів автоматизованої системи випробувань даних виробів уключає: багатовимірні стохастичні системи, одержані шляхом представлення функціонального опису параметрів випробувальних виробів у вигляді багатовимірних поверхонь; тимчасові ряди, побудовані для досліджуваного класу виробів за динамічних рядів вимірювань параметрів; якісні залежності між вхідними та вихідними структурними та режимними параметрами. Розроблено структуру та математичне забезпечення автоматизованих систем випробувань складних машинобудівних об'єктів.

  Скачати повний текст

Сформульовано нову постановку задачі дослідження процесу автоматичного балансування рідиною роторів з вертикальною віссю обертання, що відрізняється від існуючих урахуванням гідромеханічних властивостей рідини та демпфування системи. Удосконалено методику розв'язання даної задачі на підставі системного підходу щодо вивчення роботи рідинного автобалансувального пристрою (АБП). З урахуванням одержаних результатів розроблено рекомендації щодо використання АБП з рідинними робочими тілами. Вперше встановлено аналітичну залежність ефективності автоматичного балансування від параметрів системи ротор - АБП - рідина, з використанням якої розроблено науково-методичний апарат розрахунку АБП з рідинними робочими тілами. Запропоновано нове технічне рішення щодо підвищення ефективності балансування за рахунок зменшення впливу сили ваги баластної рідини, наведено його теоретичний опис. Створено конструкцію АБП з параболічними боковими стінками. Удосконалено методи та засоби вивчення швидкоплинних динамічних процесів руху робочих тіл у камері АБП, зокрема, запропоновано використовувати високошвидкісну відеозйомку та динамічну фотозйомку камерою, що обертається, з наступним уповільненим переглядом і розкадровкою цифрових записів, що надає можливість послідовно порівнювати динаміку поведінки системи та рідини в АБП, наочно спостерігати за поведінкою рідини та перевірити достовірність теоретичного обгрунтування роботи рідинного АБП.

  Скачати повний текст

Сформульовано нову постановку задачі дослідження процесу автоматичного балансування рідиною роторів з вертикальною віссю обертання, що відрізняється від існуючих урахуванням гідромеханічних властивостей рідини та демпфування системи. Удосконалено методику розв'язання даної задачі на підставі системного підходу щодо вивчення роботи рідинного автобалансувального пристрою (АБП). З урахуванням одержаних результатів розроблено рекомендації щодо використання АБП з рідинними робочими тілами. Вперше встановлено аналітичну залежність ефективності автоматичного балансування від параметрів системи ротор - АБП - рідина, з використанням якої розроблено науково-методичний апарат розрахунку АБП з рідинними робочими тілами. Запропоновано нове технічне рішення щодо підвищення ефективності балансування за рахунок зменшення впливу сили ваги баластної рідини, наведено його теоретичний опис. Створено конструкцію АБП з параболічними боковими стінками. Удосконалено методи та засоби вивчення швидкоплинних динамічних процесів руху робочих тіл у камері АБП, зокрема, запропоновано використовувати високошвидкісну відеозйомку та динамічну фотозйомку камерою, що обертається, з наступним уповільненим переглядом і розкадровкою цифрових записів, що надає можливість послідовно порівнювати динаміку поведінки системи та рідини в АБП, наочно спостерігати за поведінкою рідини та перевірити достовірність теоретичного обгрунтування роботи рідинного АБП.

  Скачати повний текст

Застосування зубчатих передач Новікова замість аналогічних евольвентних передач покращує експлуатаційні характеристики редукторів. Широке впровадження прогресивного зачеплення стримується невирішеністю проблем, серед яких - проблеми оптимальності початкового контура та оптимальної точності виготовлення. Роботу присвячено заповненню прогалин у вирішенні згаданих оптимізаційних проблем. Критерії оптимізації - якісні показники, прийняті з метою оцінки несучої здібності, ресурсу, третя, зносу, ККД, умов утворення масляного клину і сприйнятливості передач до похибок виготовлення та монтажу. Побудовано математичну модель багатокритеріальної оптимізації циліндричних передач Новікова. Синтезовано нові початкові контури, що забезпечують передачам менші на 20 - 25% напруження у корені зуба та в 2 - 3 рази меншу сприйнятливість до похибок за відомі початкові контури. Досліджено сприйнятливість передач Новікова до похибок, розроблено методики розрахунку і розраховано оптимальні допуски на точність виготовлення коліс, передач та черв'ячних фрез із новими початковими контурами.

  Скачати повний текст

Запропоновано концепцію, розроблено методи та алгоритми багатокритеріального структурно-параметричного синтезу машинобудівних конструкцій (МБК) за умов визначеності та невизначеності ситуації. Зазначено, що дані теоретичні розробки базуються на принципі формування множини альтернативних парето-оптимальних (у межах своєї структури) варіантів МБК з подальшим вибором кращого з них за інтегральним критерієм якості та критерієм економічної доцільності на базі відображення множини альтернативних варіантів на множину реальних критеріїв якості. Побудовано відповідні оптимізаційні математичні моделі, розроблено методику та здійснено за умов визначеності ситуації багатокритеріальний структурно-параметричний синтез металоконструкції модуля лінійного переміщення та кулачкової запобіжної муфти, а за умов невизначеності ситуації - письмоприводу з інерційним навантаженням.

  Скачати повний текст

Викладено розв'язання науково-технічної проблеми створення машин і механізмів із заданими технічними характеристиками шляхом розробки методу багатопараметричного скіченно-елементного синтезу машинобудівних конструкцій при статичному та вібраційному їх навантаженні. Наведено висновок основних рівнянь скінченно-елементного синтезу в пружно-лінійній постановці, а також методики пошуку раціональних параметрів стрижневих, пластинчастих, комбінованих та осесиметричних конструкцій у детермінованій і стохастичній постановках за умови забезпечення необхідної їх міцності, жорсткості, стійкості, власних частот і форм коливань, мінімальної маси. На прикладах розрахункових та експериментальних досліджень реальних об'єктів розглянуто питання модифікації деталей і вузлів машин і механізмів з урахуванням особливостей їх структури, характеру навантаження та деформування.

  Скачати повний текст

Однією з тенденцій розвитку робочих мобільних машин є перехід на регульовані гідроприводи. Розроблено нові схеми систем керування гідроприводів з LS-регулюванням. Представлено математичні моделі та програму, які дозволяють досліджувати робочі процеси в гідроприводах. Знайдено можливість зменшення величини керуючих перепадів золотників регуляторів, що знижує гідравлічні втрати, за умов забезпечення необхідних статичних і динамічних характеристик. Виконано оптимізацію конструкцій гідророзподільника та регулятора насоса, на базі яких розроблено схему гідросистеми неповноповоротного екскаватора. Гідросистема дозволяє забезпечити роботу екскаватора в регульованих режимах, що створює передумови підвищення його продуктивності, економічності, поліпшення якості виконаних робіт.

  Скачати повний текст

Запропоновано математичну модель армованої балки з системою нормальних крайових тріщин, яка знаходиться під дією згинального моменту. Для опису зчеплення між балкою та арматурою у модель введено спеціальний контактний шар, характеристики якого залежать від матеріалу балки та профілю арматури. Розроблено методику розрахунку на міцність армованих балок з урахуванням пластичних деформацій в околі вершини тріщини та залишкових деформацій, які виникають внаслідок розвантаження матеріалу у разі просування тріщини. Визначено міцність армованої балки з системою тріщин з урахуванням пластичного розпушення бетону в околі вершини тріщини та різного опору даного матеріалу розтягу і стиску.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальну проблему визначення характеристик опору втомі деталей машин для забезпечення їх ресурсу на стадії проектування за заданим режимом навантажування та для проведення експертної оцінки їх поломок від втоми. Обгрунтовано доцільність використання індивідуальних характеристик опору втомі деталей, завдяки яким запропоновано трактування лінійної гіпотези підсумовування втомних пошкоджень для визначення їх межового пошкодження. Для виключення впливу нижньої межі пошкоджувальних напружень на точність поділу навантажувального спектра на пошкоджувальну та непошкоджувальну частини та більш повного врахування руйнівних його напружень розроблено метод заміни фактичного багатоступінчастого режиму навантажування еквівалентним йому двоступінчастим. Удосконалено математичну модель кривої втоми. За цього запропоновано використовувати криву втоми нової форми з лівою ділянкою за степеневою функцією та правою - за уніфікованою функцією Вейбулла. Розроблено метод визначення границі витривалості деталі, що оптимально відповідає напрацюванням та умовам їх навантажування на базі кривої втоми форми й еквівалентного двоступінчастого режиму. Для раціонального вибору матеріалу деталей за рівнем їх втомної міцності рекомендовано використовувати рівняння подібності втомного руйнування. Запропоновано метод визначення характеристик опору втомі деталей та їх матеріалу в імовірнісному трактуванні. Проведено комплексну апробацію розробленої методики для різних деталей і зразків з різноманітними характеристиками напружень і деформацій та доведено доцільність її використання.

  Скачати повний текст

На основі аналізу фізичних процесів, що мають місце в кінематичних ланцюгах і парах виконавчих механізмів запропоновано нову методику встановлення стандартизованих норм надійності точних технологічних машин, що базуються на математичних залежностях наробітку до відмови від зносу на рівні мікроконтакту, структурних, кінематичних, динамічних параметрів, точності виготовлення ланок та їх монтажу у кінематичній парі та компенсації зносу. В результаті експериментальних досліджень та комп'ютерних розрахунків підтверджено ефективність розробленої методики.

  Скачати повний текст

Розглядаються питання зниження вібрацій машин і теорії та практики автоматичного балансування. Складена математична модель машин із вертикальною віссю обертання та в ході її аналізу розроблені вимоги до конструкцій із низькою віброактивністю. Виявлено протиріччя між теорією і практикою автоматичного балансування. Отримані за допомогою комп'ютерної і відеотехніки кадри розташування робочих тіл показали, що робочі тіла врівноважують ротор як за резонансом, так і до резонансу і на резонансі. Запропоновано нове пояснення поведінки рідини в балансирі, яке враховує її гідравлічні властивості. На підставі проведених досліджень для машини "Волга-11" розроблені конструктивні рішення, що знижують її вібрації не менше, ніж у 2,5 рази.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Подано нове вирішення проблеми розробки ефективного методологічного та математичного апарата дослідження та установлення закономірностей вільних і вимушених коливань неоднорідних механічних систем із пружних несучих елементів у вигляді тросів, балок, валів, пластин та оболонок, що з'єднані в'язкопружним заповнювачем, під дією стаціонарних і рухомих навантажень, зосереджених і розподільних сил. Запропоновано загальний методологічний підхід до розв'язання задач динаміки неоднорідних в'язкопружних механічних систем (НВМС), що створює можливість на основі фундаментальної матриці розв'язків задач динаміки лінійних механічних систем аналізувати за допомогою згорток Коші та Дюамеля перехідні процеси руху механічних систем за різних видів зовнішнього динамічного впливу. Розроблено математичні моделі неоднорідних дисипативних механічних систем із залученням гіпотез Бернуллі - Ейлера, Кірхгофа - Лява, моделі типу Тимошенка та урахування внутрішнього тертя у несучих елементах і в'язкопружного демпфуючого заповнювача на основі моделі Фойхта - Кельвіна. Розглянуто пакет прикладних програм ефективного розрахунку вільних і вимушених коливань НВМС, що дозволяє у процесі інтерактивного режиму на етапі проектування конструктивних елементів швидко та надійно вибирати раціональні коефіцієнти в'язкості, геометричні, фізико-механічні параметри реальних конструктивних елементів інженерних споруд і складних виробів сучасної техніки за різних видів динамічного впливу. Наведено прикладні задачі динаміки НВМС під дією нерухомих і рухомих зосереджених сил і розподілених навантажень.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив залишкового аустеніту в сталі X12 та його дифузійного насичення азотом на її зносостійкість і довговічність за умов тертя кочення. Розроблено рекомендації щодо підвищення даних якостей сталі X12. Виявлено, що наявність залишкового аустеніту в її структурі суттєво впливає на його контактну витривалість за умов дії циклічних навантажень. Встановлено оптимальне значення процентного вмісту залишкового аустеніту 30-ти об'ємних відсотків у структурі матеріалу, що забезпечує найбільшу його контактну витривалість залежно від умов експлуатації. Виявлено, що насичення залишкового аустеніту азотом з використанням запропонованої технології нітрогартування за оптимальним режимом підвищує у 4,5 раза довговічність сталі X12 на контактну витривалість у процесі тертя кочення у порівнянні з її значенням для цього ж матеріалу без насичення азотом за оптимального вмісту залишкового аустеніту. Встановлено, що збільшення початкових значень здатності матеріалів до релаксації мікронапружень і коефіцієнта розсіювання енергії сприяє підвищенню довговічності зразків у процесі тертя кочення. Експериментально доведено, що зі збільшенням кількості залишкового аустеніту, який в результаті пластичної деформації перетворився у мартенсит, зростає мікротвердість на поверхні зразка під час тертя кочення. Для максимального збільшення довговічності конструктивних елементів під час тертя кочення рекомендовано використовувати технологію нітрогартування, яка включає нанесення дифузійних покриттів максимальної товщини методом іонного азотування, подальше гартування від температури, що забезпечує оптимальний вміст залишкового аустеніту та низькотемпературний відпуск.

  Скачати повний текст

Побудовано математичні моделі для нелінійно-пружних систем, які характеризуються поздовжнім (для поперечних коливань) або обертальним (для крутильних коливань) рухом. Запропоновано залежності, з використанням яких є можливим визначення впливу кінематичних параметрів руху та нелінійних характеристик середовища на амплітудно-фазові характеристики широкого спектра динамічних систем. Одержано розрахункові формули, які дозволяють визначити вплив кінематичних і фізико-механічних параметрів на амплітудно-частотні характеристики середовища, шляхом узагальнення асимптотичного методу Кирилова - Боголюбова - Митропольського щодо нового класу диференціальних рівнянь. За допомогою програмного забезпечення вперше одержано залежності амплітуди та частоти коливання від кінематичних і фізико-механічних параметрів. Побудовано математичну модель для реально існуючої установки та проведено порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів. Проаналізовано одержані результати для різних швидкостей і натягів дроту за резонансного та нерезонансного випадків. Підібрано оптимальний режим перемотування дроту.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню питань щодо одержання аналітичних та експериментальних залежностей, які дозволяють з урахуванням впливу конструктивних та технологічних параметрів деталей забезпечити підвищення міцності та точності клеєзбірних з'єднань. Запропоновано методику розрахунку міцності клеєзбірних з'єднань із натягом з урахуванням параметрів шорсткості сполучених поверхонь, товщини клейового прошарку, фізико-механічних характеристик матеріалів спряжуваних деталей, взаємне заглиблення мікропрофілю сполучних деталей. Теоретично та експериментально обгрунтовано методи конструювання клеєзбірного різального інструмента, використання спеціальних покриттів, зокрема, фрикційних обмазок для підвищення втомлюваної міцності клеєзбірних з'єднань із натягом та самотвердіючих прокладок для підвищення герметизації з'єднання.

  Скачати повний текст

Встановлено, що пружні характеристики більшості елементів мають чітко виражений нелінійний характер. Асимптотичні розв'язки одержаних рівнянь побудовано на ідеї застосування періодичних Ateb-функцій для знаходження розв'язків звичайних диференціальних рівнянь зі степеневою нелінійністю. Одержано двопараметричну множину розв'язків, які визначають закони зміни амплітуди та частоти коливань для нерезонансного та резонансного випадків. На підставі аналізу доведено, що формальна "лінеаризація" нелінійних пружних характеристик гнучких елементів систем приводу та нехтування швидкістю поздовжнього руху призводить до значних відхилень амплітуди та частоти коливань від реальних значень.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємний вплив електромагнітних полів і високошвидкісного тертя ковзання на динаміку процесу тертя ковзання та формування властивостей поверхневих і глибинних шарів сталей. Встановлено, що електромагнітні поля інтенсифікують у разі високошвидкісного тертя процеси, які призводять, залежно від умов, до підвищення або зниження зносостійкості сталей, ефектів зміцнення чи зниження міцності робочої поверхні, що відбивається на внутрішніх напруженнях, корозійній стійкості, вмісті вуглецю у приповерхневих шарах та їх мікроструктурі. За даних умов вплив змінних магнітних полів на деформовані силами тертя шари більш ефективний, ніж постійних тієї ж напруженості, і, особливо, за наявності у зоні фрикційного контакту рідких чи консистентних мастил, що містять вуглець. На базі отриманих закономірностей розроблено новий фрикційно-магнітний метод підвищення триботехнічних характеристик експлуатаційних поверхонь деталей машин і на прикладах вузлів тертя суднових механізмів здійснено його впровадження з економічним ефектом за рахунок підвищення зносостійкості, корозійної стійкості та заміни легованих сталей вуглецевими.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст