Рассмотрена конструкция сферической опоры жидкостного трения пространственного механизма. Составлена динамическая модель опоры с приводами, которая учитывает случайные перемещения отдельных масс динамической системы. Определены нелинейные компоненты тензорного поля тензора инерции опоры. Тензорное поле подано в виде разложения тензора в ряд Тейлора с нахождением тензора градиента поля. Определены плавные и ступенчатые переменные, случайные компоненты тензора инерции опоры. Найдены их статистические характеристики в виде набора гистограмм, которые описывают изменения компонент стохастического тензорного поля.

Наведено методи аналізу різноманітних процесів технологічних систем, розглянуто питання застосування спеціальних методів аналізу, зокрема, гармонічного та спектрального, з використанням узагальнених функцій. Описано циклічні процеси форм оброблених поверхонь обертання, методи аналізу та статичні характеристики мікропрофіля обробленої поверхні, методику дослідження динамічних коливальних процесів.

Приведены методы анализа разнообразных процессов технологических систем, рассмотрены вопросы применения специальных методов анализа, в частности, гармонического и спектрального, с использованием обобщенных функций. Описаны циклические процессы форм обработанных поверхностей вращения, методы анализа и статические характеристики микропрофиля обработанной поверхности, методика исследования динамических колебательных процессов.

Розроблено принципово новий підхід до вибору основних параметрів регульованих сферичних опор рідинного тертя просторових механізмів з застосуванням методів Монте-Карло. Вперше запропоновано струменеву систему регулювання положення сфери шляхом зміни гідродинамічного опору потоку на виході щілини гідро-, аеростатичної або комбінованої аеро-гідростатичної сферичної опори. Сформульовано основні положення теорії проектування сферичних опор, які реалізовані в розробках на рівні макетного та дослідного зразка та встановлено закономірності реальної геометрії точних сферичних поверхонь, які базуються на розв'язку багатовимірної задачі оптимізації методом Монте-Карло. Побудовано математичні моделі статичних і динамічних характеристик сферичної опори рідинного тертя.

Розглянуто конструкцію розробленого аеростатичного сферичного шарніра. Викладено методику експериментальних досліджень, описано спеціально розроблене устаткування і апаратуру. Приведено одержані результати вимірювань силових характеристик аеростатичного сферичного шарніра. Запропоновано аналітичні залежності для опису масивів експериментальних даних. Встановлено раціональні діапазони зміни основних параметрів аеростатичного сферичного шарніра.

Приведена конструкция установки для экспериментальных исследований характеристик аэростатического сферического шарнира. Изложены результаты измерений регулировочной и силовой характеристик шарнира. Экспериментальные данные аппроксимированы соответствующими аналитическими зависимостями. Получена обобщенная силовая характеристика шарнира, дан ее анализ и указаны рациональные диапазоны изменения параметров шарнира.

Сформулированы научные основы разработки регулируемых сферических опор жидкостного трения пространственных механизмов. Они заключаются в разработке схемных и конструктивных решений, технологическом обеспечении разработок, изучении особенностей гидродинамических процессов и расчете на их основе статистических характеристик опор. Достоверность разработанных научных положений подтверждена в процессе экспериментального исследования характеристик и опытной апробации изготовленных сферических опор пространственных механизмов.

Приведено конструкцію гідростатичного сферичного шарніра із струминною системою регулювання положення сфери. Розглянуто особливості течії в проточній частині шарніра. Вивчено гідростатичний сферичний шарнір через розрахунок гідродинамічних параметрів струминних течій в щілинах гідростатичних опор. Визначено поля швидкостей, тиску, тензорів напружень і тензорів швидкостей деформацій у всьому об'ємі щілини гідростатичної опори. Виведено аналітичні залежності для розрахунку гідродинамічних параметрів течії. Експериментально вивчено вторинні вихрові течії, які виникають в щілині під час взаємодії обмежених струминних потоків, та встановлено їх кількісні характеристики і причини виникнення.

В систематичній формі подано розробки авторів останніх років у напрямку дослідження просторових систем приводів. Викладено основні положення теорії проектування та алгоритмічного забезпечення програмування законів руху мехатронної просторової системи приводів. Показано особливості використання математичного апарату та спеціально розроблено теоретичні методи досліджень процесів у просторових механізмах. Наведено положення теорії проектування, що стосуються розробки схемних рішень просторових систем приводів і розроблених методів розрахунку їх статистичних і динамічних характеристик. Висвітлено питання створення елементної бази системи приводів для реалізації запропонованої конструкції. Встановлено особливості просторових систем приводів, реалізованих як дослідні зразки. В частині розробки алгоритмічного забезпечення мехатронних систем керування увагу приділено дослідженню траєкторії руху виконавчого органу, а також їх особливостей. Сформульовано основні закони побудови раціональних формоутворювальних рухів у мехатронних системах.

Надано результати досліджень шарнірних з'єднань просторової системи приводів обладнання з паралельною кінематикою. Визначено нелінійні характеристики люфтового з'єднання, яке має місце в сферичному шарнірі просторового механізму. Здійснено ідентифікацію гістерезисних характеристик сферичних шарнірів з використанням теорії нечітких множин та різномасштабних процесів.

Розглянуто технологічний комплекс, який містить просторові системи приводів. Комплекс включає верстат паралельної кінематики і шести координатний стіл з приводами. Показано, що в процесі функціонування комплексу мають місце особливі області зламу траєкторій взаємного положення робочого органу верстата і столу. В особливих областях спостерігаються стохастичні коливальні процеси нескінченно малої амплітуди. Запропоновано методику теоритичного узагальнення і математичного опису коливальних процесів. Визначено випадкові динамічні навантаження в системі приводів, що діють в особливих областях траєкторій.

Розглянуту просторову систему приводів побудовано за схемою механізму гексапода, довжина штанг якого змінюється за допомогою пневмоциліндрів. Показано, що під дією зовнішніх збурень виникають стохастичні поперечні коливання корпусів пневмоциліндрів. Розроблено математичну модель і виконано математичне моделювання стохастичних коливальних процесів у просторовій системі приводів. Встановлено розмахи коливань корпусів пневмоциліндрів та відповідні переміщення штоків, які обумовлюють динамічні зміни довжини штанг.

Розглянуто навісне обладнання трактора, виконане у вигляді просторової системи приводів, оснащеної пристроями для гасіння високочастотних коливань виконавчого органу. Розроблено конструкцію інерційного демпфера, що включає корпус із сферичною порожниною, заповненою в'язкою рідиною, в якій розміщена масивна сфера. Виконано розрахунок характеристик інерційного демпфера. Для цього складено та розв'язано рівняння течії рідини в зазорі між сферою та корпусом. Визначено силу гідродинамічного опору сфери в корпусі. Знайдено динамічні характеристики демпфера коливань.

Викладено результати розробки роторної просторової системи приводів для автоматичного сканування книг. Виконано аналіз наявних приводів і вказані їх недоліки. Запропоновано принципово нову систему роторного типу, яка забезпечує перегортання сторінок книги. Виконано геометричний і кінематичний аналіз системи приводів. Встановлені співвідношення параметрів системи, які забезпечують оптимальну роботу роторної просторової системи приводів для автоматичного сканування книг.

Обгрунтовано актуальність розробки просторових систем приводів із шланговими пневмодвигунами (ПШПД). Показано, що ефективним методом досліджень даних систем є математичне моделювання. В результаті аналізу літературних джерел обгрунтовано напрямок досліджень у вигляді розробки математичної моделі у вигляді ланцюгових парціальних динамічних систем сферичного руху. Розглянуто особливості розробленої просторової системи ПШПД. На базі запропонованої динамічної моделі складено систему диференціальних рівнянь сферичного руху окремих парціальних підсистем. Розроблено структурну математичну модель і проведено розрахунки переміщення полюса платформи. Розрахунки виконано для різних початкових умов і різних схем навантаження. Показано, що за постановки системи на упор виникають циклічні кільцеві переміщення платформи. У цьому випадку траєкторія має вкладені цикли, які обумовлені різницею частот парціальних підсистем платформи та штанги. Проаналізовано постановку системи на упор. Показано, що траєкторія переміщення полюса платформи в даному випадку знаходиться в межах полюса, яка має петлеподібний характер. Циклічні високочастотні сферичні переміщення платформи знаходять в межах вказаної полоси.

На основі аналізу літературних джерел обгрунтовано актуальність розробки рухомої мехатронної планарної пружно-деформованої системи приводів. Розроблено схемні і конструктивні рішення систем приводів із сильфонними пневмодвигунами. Працездатність запропонованих систем приводів підтверджена виготовленням і апробацією дослідних зразків сильфонних приводів та мехатронних систем в цілому. Розроблено і перевірено сервісні пристрої системи приводів, зокрема аеростатичні опори, які служать для вільного переміщення системи по плоскій чи криволінійній поверхні. Встановлено закономірності роботи окремих пневматичних пристроїв, які входять в мехатронну систему керування. Визначено закони зміни в часі, зміни тиску повітря у сильфонних приводах. Одержані результати досліджень використані для встановлення зміни конфігурації та напружено-деформованого стану рухомої мехатронної планарної системи приводів. Визначено пружні лінії приводів, які мають деформації приводів та зміни довжини приводів внаслідок їх деформації.

Розроблено схемні рішення варіантів магнітних опор із феромагнітною рідиною. Встановлено особливості розподілу гідростатичного тиску у феромагнітній рідині. Визначено статичні характеристики магнітних опор різного виду. Досліджено особливості гідродинаміки феромагнітної рідини в опорі. Дані пропозиції щодо використання розроблених магнітних опор у сферичних шарнірах просторових механізмів та у ефективних демпферах рідинного тертя.

Мета дослідження - на основі даних КТ, МРТ та УЗД досліджень провести визначення реальної геометричної форми ниркових і сонних артерій та розрахунок параметрів течії крові на ділянці артерії зі стенозом, із подальшим визначенням фракційного резерву кровотоку (ФРК). Використано дані КТ, МРТ та УЗД дослідження ниркових і сонних артерій, які виконано для виявлення залежності параметру ФРК від ступеня звуження ділянки артерії зі стенозом. Проведено твердотільне моделювання ділянок артерій із врахуванням реальної геометрії судин. Використано додаткову комп'ютерну обробку тривимірної моделі ділянки артерії з використанням двовимірних сплайнів. Розроблено математичну модель, що описує поверхню судини складної форми, що базується на використанні рядів Фур'є. Наведено методику теоретичного визначення ФРК на основі масиву діагностичних даних КТ або МРТ із застосуванням методу кінцевих елементів під час дослідження гемодинаміки. Запропоновано можливість підвищення точності результатів у разі визначення ФРК шляхом додаткового використання даних УЗД досліджень. Висновки: розроблено метод визначення ФРК, що реалізується за допомогою використання розробленої чотирьохпараметричної моделі. Виконано апробацію представлених методів та одержано залежності параметру ФРК від ступеня звуження ділянки артерії.

Проаналізовано наявні елементні бази для проектування систем гідро- і пневмоприводів (ГіПП). Досліджено архітектуру і склад елементних баз, визначено їх вплив на формування функціональних можливостей систем ГіПП. Розроблено принципово нову елементну базу систем ГіПП, що включає комплектні ГіПП, агреговані із приводами мікропереміщень, пружно-деформовані приводи, гідростатичні й аеростатичні шарніри, в тому числі регульовані і магнітні шарніри та інерційні демпфери коливань. У запропонованій елементній базі використано нові матеріали та технології: кераміку, фотополімери, феромагнітні металополімерні композити. Застосовано комп'ютерно-інтегровані технології машинобудування, що включають лазерну обробку. Досліджено робочі процеси в інноваційних елементах приводів, зокрема визначено характеристики течії в щілинах шарнірів, течії феромагнітної рідини та процеси у пневматичних пристроях. Вивчено динамічні властивості розроблених систем приводів. Інерційні характеристики приводів описано стохастичними тензорними полями тензорів моментів інерції із введенням тензора-градієнта поля. Використано планарні і просторові лінійні та нелінійні динамічні моделі. Розроблено математичні моделі для розрахунку ланцюгових парціальних динамічних підсистем сферичного руху, встановлено особливості їх динамічних характеристик.

Запропоновані спеціальні методи та математичні моделі, що дозволяють описати реальний профіль поверхні колеса циклоїдальної передачі. Розроблена методологія визначення параметрів точності за допомогою аналізу відмінностей між геометрією поверхні дослідногозразка та теоретичним профілем. При моделюванні застосовано сплайн-інтерполяцію. Розроблена методика дозволяє за допомогою рядів Фур'є визначити реальний профіль сателіту, що дає можливість більш вірогідно оцінити точність на етапі виготовленої передачі. При визначенні геометричних параметрів сателіту пропонується застосувати вірогіднісних методів. Результати моделювання дозволяють визначити не лише інтегральні характеристики геометрії поверхні. Вони придатні для визначення точності виготовлення сателіту та характеристик циклоїдальної передачі в цілому.