Презентовано орієнтований на обробку знань підхід до аналізу та управління вимогами щодо інформаційних систем, який інтегрує в собі концепції, розроблені в різних предметних областях, а саме: в системах підтримки користувачів; в системах, що базуються на використанні прецедентів; а також на методах моделювання систем керування технологічними процесами. Цей підхід дозволяє накопичувати як первинні, так і подальші системні вимоги в структурованій і доступній формі, а також робить прозорими процеси прийняття проектних рішень і розв'язання проблемних ситуацій.

Індекс рубрикатора НБУВ: З973-018.11

Рубрики:

Комп'ютери та програмування

Шифр НБУВ: Ж16833 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано геометрично нелінійні контактні задачі для системи смуг. Особливості наведененої задачі полягають у дослідженні напружено-деформованого стану двох смуг, сполучених болтовим кріпленням із зазором і навантажених рівномірно розподіленим по верхній кромці поперечним зусиллям. У цій постановці задачі присутні геометрична та структурна нелінійності. Одержано основні закономірності напружено-деформованого стану елементів силосів.

Розроблено підхід до обгрунтування технічних рішень для тонкостінних машинобудівних конструкцій. Задача розглядається у просторі узагальнених параметрів, які об'єднують проектні та технологічні чинники та умови експлуатації. У сформованому параметричному просторі будується апроксимована поверхня відгуку. На додаток вводяться критеріальні та обмежувальні залежності. Після цього проводиться пошук оптимуму функції якості досліджуваної конструкції.

Запропоновано наближений метод розв'язання вісесиметричних задач пружних тіл з адгезією. Цей метод надає можливість обчислювати розмір контактної плями, величину сили взаємодії між тілами та розподіл контактного тиску без істотного обмеження форми початкового зазору між тілами. Отже він є більш універсальним, ніж існуючі аналітичні теорії, інструментом для дослідження таких явищ, як адгезійна міцність спряжених тіл, а також пов'язана з втратою стійкості дисипація енергії під час циклічного контактного навантаження. Запропоновано варіаційний принцип, з якого можливо побудувати наближений розв'язок. Побудовано дискретизацію та отримано нелінійні рівняння для визначення невідомого радіуса кругової плями контакта та вузлових значень контактного тиску. На відміну від існуючих числових методів, в яких область контакта в ході уточнення змінюється за рахунок додавання або вилучення окремих граничних елементів цілком, запропонований підхід надає можливість обчислювати поступову, неперервну зміну площі контакта. Для отримання повної кривої адгезійної взаємодії включно з ділянками, де система втрачає стійкість, запропоноваоа реалізацію методу подовження. Для досягнення збіжності контроль за змінними навантаження здійснено з урахуванням зміни площі плями контакта на додачу до приросту значень зближення та сили. Здійснено оцінку точності наближеного методу в порівнянні з відомими аналітичними розв'язками, яка показала лінійну збіжність із зменшенням розміру сітки за обчислюваною силою та площею плями контакту. Запропонований підхід планується розповсюдити на випадок довільної форми тіл, що контактують, що надасть можливість дослідити вплив випадкової шорсткості поверхонь на їх адгезійні властивості.

З метою забезпечення високих технічних характеристик машин різноманітного призначення необхідно підвищувати міцність найбільш навантажених і відповідальних елементів конструкцій, якими є складнопрофільні деталі у процесі інтенсивних контактних навантажень. Для випадку близької форми поверхонь контактуючих тіл стають важливими чинники, які раніше не враховувалися. Це, зокрема, нелінійна контактна жорсткість поверхневих шарів деталей. Відповідно, за умов непроникнення контактуючих тіл замість традиційних лінійних компонентів з'являються також нелінійні. Для дослідження контактної взаємодії тіл із урахуванням такого типу обмежень розроблено новий метод дослідження напружено-деформованого стану (НДС) і забезпечення міцності деталей машин різноманітного призначення на підставі модифікації варіаційного принципу Калькера. Створено та застосовано нелінійні моделі поведінки матеріалу поверхневих шарів контактуючих складнопрофільних тіл (КСПТ). Дискретизацію розв'язувальних співвідношень здійснено за допомогою розробленого варіанту методу граничних елементів. Побудовані моделі контактної взаємодії поєднують в собі фізичну та структурну нелінійність. Це забезпечує більш адекватне визначення НДС КСПТ у порівнянні з традиційними за варіювання форми зазору та властивостей проміжного шару між контактуючими тілами. З урахуванням результатів такого аналізу у подальшому можуть бути запропоновані більш достовірні рекомендації з обгрунтування проектно-технологічних рішень, які, у кінцевому підсумку, забезпечують підвищення технічних характеристик машин різноманітного призначення.

На прикладі тестової задачі досліджено особливості впливу різних чинників на напружено-деформований стан (НДС) складених тонкостінних конструкцій із болтовим з'єднанням окремих елементів. Прикладом таких конструкцій є металічні зерносховища - силоси, які складаються з панелей, що з'єднуються болтами. Тестова конструкція містить дві вузьких плоских смуги, з'єднаних внакид. У отвори в цих смугах розміщений болт із попереднім затягуванням. Ураховується тертя і проковзування смуг і болта, контакт бічної поверхні болта і отворів, а також взаємний вплив вигину і розтягування. Таким чином, у моделі враховані геометрична, фізична і структурна нелінійності. Система піддається дії поперечного навантаження, яке прикладене до однієї сторони смуги. Моделюється поетапне навантаження систем. Встановлено, що у разі навантаження досліджувана система набуває прогин, який нерівномірно зростає з ростом навантаження. Це зумовлено тим, що на нього впливає і пружна деформація смуг, і взаємне проковзування в зоні з'єднання. За остаточного вибирання зазору між болтом і отворами в панелях відбувається переважно пружне деформування системи. Після першого розвантаження в системі установлюється залишковий прогин. Також встановлено, що у системі діють поздовжні зусилля, які можуть бути набагато більшими від поперечних сил від навантаження. Характерним є сильний взаємний вплив вигину і розтягування смуги. У результаті досліджень встановлено чинники, що визначають НДС дослідженої системи: геометрична нелінійність, контактна взаємодія, тертя та проковзування, зв'язаність вигину і розтягування. Таким чином, без урахування всіх цих чинників розрахункова модель для подібних тонкостінних конструкцій буде неадекватною, результати розрахунків із її застосуванням матимуть значні похибки, а рекомендації - недостовірними. Здійснені дослідження надають можливість розроблення більш адекватних моделей для аналізу реакції складених тонкостінних конструкцій на дію навантаження.

У ході обгрунтування проектних параметрів необхідно здійснювати аналіз напружено-деформованого стану (НДС) окремих елементів технологічних систем, які є множинами деталей, що знаходяться за умов контактної взаємодії. Ці задачі є нелінійними, і для них не діє принцип суперпозиції. З цією причиною різко зростає обсяг обчислень. Для подалання відзначеного недоліку розроблено методи та моделі для оперативного і точного дослідження НДС складних об'єктів з урахуванням контактної взаємодії. Особливістю постановки задачі є те, що для контактних задач за певних умов розв'язок лінійно залежить від навантаження. Установлено закономірності розподілу контактного тиску. Він зосереджений на областях постійної форми та розмірів. Змінюється тільки масштаб розподілу контактного тиску. Це надає можливість суттєво прискорити проектні дослідження штампового оснащення за збереження точності числового моделювання НДС. Розроблений підхід передбачає поєднання переваг числових та аналітичних моделей і методів аналізу НДС елементів розділових штампів із урахуванням контактної взаємодії. Це стосується можливості розв'язання задач для системи контактуючих тіл складної форми, що недоступне з застосуванням аналітичних моделей. З іншого боку, обгрунтовано можливість масштабування розв'язків цих задач за зусиллям штампування, що у загальному випадку для нелінійних контактних задач не виконується. Отже, достатньо розв'язати задачу визначення НДС елементів такого розділового штампу. За іншого значення сили штампування застосовується правило пропорційності. Таким чином, різко зростає оперативність досліджень і забезпечується висока точність одержуваних результатів.

У ході обгрунтування проектних параметрів необхідно здійснювати аналіз напружено-деформованого стану (НДС) окремих елементів технологічних систем, які є множинами деталей, що знаходяться за умов контактної взаємодії. Ці задачі є нелінійними, і для них не діє принцип суперпозиції. З цією причиною різко зростає обсяг обчислень. Для подалання відзначеного недоліку розроблено методи та моделі для оперативного і точного дослідження НДС складних об'єктів з урахуванням контактної взаємодії. Особливістю постановки задачі є те, що для контактних задач за певних умов розв'язок лінійно залежить від навантаження. Установлено закономірності розподілу контактного тиску. Він зосереджений на областях постійної форми та розмірів. Змінюється тільки масштаб розподілу контактного тиску. Це надає можливість суттєво прискорити проектні дослідження штампового оснащення за збереження точності числового моделювання НДС. Розроблений підхід передбачає поєднання переваг числових та аналітичних моделей і методів аналізу НДС елементів розділових штампів із урахуванням контактної взаємодії. Це стосується можливості розв'язання задач для системи контактуючих тіл складної форми, що недоступне з застосуванням аналітичних моделей. З іншого боку, обгрунтовано можливість масштабування розв'язків цих задач за зусиллям штампування, що у загальному випадку для нелінійних контактних задач не виконується. Отже, достатньо розв'язати задачу визначення НДС елементів такого розділового штампу. За іншого значення сили штампування застосовується правило пропорційності. Таким чином, різко зростає оперативність досліджень і забезпечується висока точність одержуваних результатів.

Значна частина конструкцій має у своєму складі деталі, які перебувають у контактній взаємодії одна з одною. Це, наприклад, штампи, прес-форми, верстатні пристосування, технологічне обладнання, двигуни тощо. Для них характерним є варійований режим навантаження. Тому важливим аспектом під час дослідження напружено-деформованого стану (НДС) таких конструкцій є визначення залежності контактного тиску від зовнішніх сил, які на них діють. Принцип суперпозиції для контактних задач у загальному випадку незастосовний. Однак для такого типу конструкцій установлена лінійна залежність контактного тиску від рівня навантаження. У цьому випадку область контактної взаємодії не залежить від рівня навантаження. Продемонстровано, що така закономірність є справедливою не тільки для однокомпонентного, але і для багатокомпонентного навантаження. У результаті забезпечується можливість оперативного визначення НДС таких конструкцій зі збереженням точності одержуваних результатів. Застосовність розробленого методу продемонстровано на прикладі верстатних пристосувань лещатного типу. Встановлені закономірності мають значення під час здійснення проектних досліджень конструкцій. Завдяки установленій прямо пропорційній залежності розв'язку від діючих навантажень стає можливим скоротити терміни розробок конструкцій із елементами, що перебувають у контактній взаємодії на поверхнях співпадаючої форми. У цьому випадку розглянуто різні варіанти набору навантажень та різні варіанти варіювання цих навантажень. Для розглянутих випадків підтвердилася пряма пропорційнісь компонент НДС величині діючих сил у випадку їх узгодженої зміни. Показано, що у разі нерівномірної зміни окремих компонент навантажень залежність контактного тиску і компонент НДС досліджених об'єктів від діючих сил має складний характер, відмінний від прямо пропорційного зв'язку. Одержані залежності слугують основою під час обгрунтуванні проектних і тенологічних параметрів конструкцій, що проектуються, а також режимів їх експлуатації.