Інженерна механіка та транспорт (EMT-2011). – 2011 р.

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/28784

Матеріали IІ Міжнародної конференції молодих вчених ЕМТ–2011, 24-26 листопада 2011 року, Україна, Львів

У збірнику опубліковано матеріали конференції, присвяченої проблемам у галузі інженерної механіки, транспортних технологій, машинобудування, автоматизації виробництва. Видання призначено для науковців, аспірантів, студентів.

Інженерна механіка та транспорт : матеріали IІ Міжнародної конференції молодих вчених ЕМТ-2011, 24-26 листопада 2011 року, Україна, Львів / Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України, Національний університет "Львівська політехніка". – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2011. – 113 с. – (3-й Міжнародний молодіжний фестиваль науки "Litteris et аrtibus"). – Паралельний титульний аркуш англійською. – Бібліографія в кінці доповідей.

Browse

Now showing 1 - 20 of 35

Alternative fuels – necessity for air transport of tomorrow
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Schóber, Tomáš
This paper deals with the importance of alternative fuels in air transport. Past energy crisis have arisen but were then laid aside as additional oil reserves became available and prices dropped. But now the problem of decreasing supplies and permanently rising prices is joined with global climate change. These factors together create an argument more compelling than it was a decade ago for reducing the dependence on fossil fuel. На сучасному етапі найбільш поширеною технологією рухомих установок у сфері комерційних авіаперевезень є газова турбіна (як турбореактивний двигун, турбовентиляторний двигун або турбогвинтовий двигун), яка наповнюється керосином. Ця технологія зараз є відносно передовою. Авіаційна промисловість протягом останніх десятиліть досягла суттєвих результатів у сфері енергозбереження, однак вони переважно обмежувалися вдосконаленнями в межах уже наявних технологій і супроводжувалися операційними розробками на зразок керування повітряним і наземним транспортом в аеропортах. Незважаючи на ці досягнення, глобальне зростання повітряного транспорту призвело до значного збільшення споживання нафти та викидів парникових газів, спричинених авіатранспортом. Згідно з різноманітними дослідженнями авіатранспорт продовжуватиме стрімко розвиватися і в майбутньому. Оскільки наразі не існує альтернативи газовій турбіні, предметом запропонованого дослідження є альтернативні палива й альтернативні джерела палив. Інші проекти вивчають можливості енергозбереження шляхом передових аеродинамічних технологій, використання нових матеріалів або зменшення ваги. У всіх випадках головною метою є зниження викидів парникових газів та інших забруднювачів шляхом покращення ефективності рухомої установки загалом. Авіатранспортна промисловість сьогодні сконцентрована на трьох проблемах: вартість палива, оподаткування викидів і натиск конкурентів. Більшість експертів стверджує, що газові турбіни, які працюють на основі органічного авіапалива, залишатимуться важливою технологією авіатранспорту в недалекому майбутньому. Проте кілька альтернативних варіантів все ж є. Кожен з них має власні унікальні переваги, хоча жоден не пропонує найкращого вирішення проблеми.
Comparison between multiobjective optimization algorithms
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Radhi, H. E.; Barrans, S. M.
The first aim of this study was to perform a complete comprehensive comparison between multi-objective optimization methods by using standard test problems SCH and FON by using modeFRONTIER software, to determine the efficiency of each method. In order to measure the effectiveness and competence of each algorithm, the test problems were chosen from the literature. One of the aims of this paper is to design, optimize and compare differentmulti-objective optimization algorithms. For this purpose, a benchmark problem is designed in modeFRONTIER. It is a multiobjective optimization and multidisciplinary design optimization written to allow easy coupling to different commercial computer aided engineering (CAE) tool. При розв’язанні задач багатокритеріальної оптимізації неможливо одержати єдиний розв’язок, який б оптимізував всі критерії, тут зазвичай існує набір недомінованих розв’язків або оптимальних розв’язків Парето. Першочерговою метою цього дослідження є повне та вичерпне порівняння методів багатокритеріальної оптимізації за допомогою стандартних тестових задач SCH та FON з використанням програмного забезпечення modeFRONTIER для визначення ефективності кожного методу. Щоб оцінити ефективність і дієвість кожного алгоритму, було обрано тестові задачі з літератури. Два цифрові показники та один візуальний критерій були взяті для якісних і кількісних порівнянь: (1) показник інтервалу (S), що відображає розподіл Парето-фронту в цільовому просторі; (2) співвідношення між кількістю отриманих членів Парето-фронту та загальною кількістю розрахунків функції пристосовуваності, яка визначається коефіцієнтом ефективності пошуку [1], і (3) графічне вираження Паретофронтів для обговорення. Ці показники були вибрані для відображеня якості, а також швидкості алгоритмів в забезпеченні поширених розв’язків. Деб [2] використовує термін домінування (та недомінування) для опису Парето-фронту. Розв’язок x1 домінує над розв’язком x2, якщо і тільки якщо:Розв’язок x1 не є менш важливий ніж x2 за будь-яким з критеріїв. Розв’язок x2 є значно важливіший ніж розв’язок x2 принаймні за одним критерієм. Седенко та Райда провели порівняння між методом рою часток та генетичними алгоритмами [1]. Було розроблено та проведено порівняння між кількома багатокритеріальними еволюційними алгоритмами (БКЕА) [2], Деб та ін. запропонували нову версію назви – Недоміновані Сортувальні Генетичні Алгоритми НСГА-ІІ і порівняли PAES із SPEA [3]. Одним із завдань цієї роботи є створення, оптимізація та порівняння різних багатокритеріальних алгоритмів. Для цього за допомогою програмного забезпечення modeFRONTIER створено типову задачу. Багатокритеріальна оптимізація, а також оптимізація міждисциплінарних розробок забезпечують легке підключення до різноманітного комерційного комп’ютеризованого інженерного обладнання.
Comparison of three various kinematic analysis solutions of crank mechanism
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Goban, Ján; Horvát, Tomáš; Monková, Katarína
The article deals with the kinematics analysis of crank mechanism realized by three methods followed by comparison of achieved results. The crank mechanism is the most commonly used mechanism in practice; it is the part of the various machines and almost every car. It belongs to the fundamental mechanisms whereon the kinematic characteristics of mechanism are investigated by students on FMT TU Košice with seat in Prešov within the scope of Technical mechanics lessons. Article hints that the utilization of suitable software can saves labour but the knowledge of theoretical mechanics principles for the problem solution are necessary. The paper was written thanks to support provided by the project KEGA num. 270-014TUKE-4/2010 and VEGA 1/0884/10. Механізми стали частиною нашого життя, вони присутні не лише в технічній сфері, але й у нашому повсякденному житті. Вони допомагають нам виконувати роботу легко і швидко. Механізм – це, як правило, частина машини, де з’єднані дві або більше деталей так, що рух першої деталі призводить до руху інших, який згідно з законом залежить від природи з’єднання. Часто у виробництві потрібно визначити швидкість і прискорення твердого тіла чи якоїсь частини механізму, якщо відомі вхідні параметри привідного механізму. Найпоширенішим механізмом, який використовується на практиці, вважається кривошипний механізм; він є частиною різноманітних машин, а також практично кожного автомобіля. Цей чотирьох-ланковий механізм має деякі особливі конфігурації, створені шляхом забезпечення нескінченності довжини ланки, і часто використовується для перетворення обертового руху на прямолінійний. Отже кривошипно-повзунний механізм є основним механізмом, який досліджується кінематичним аналізом у навчальному процесі на факультеті виробничих технологій Технічного університету Кошице розташованого в Пряшеві в рамках курсу «Технічна механіка». Студенти опановують застосовування законів кінематики на практиці, вони також можуть порівняти три різні розв’язки задачі. Вони вчаться застосовувати графічний, числовий та комп’ютерний підходи, а також бачать переваги та недоліки окремих методів. Результати всіх трьох розв’язків повинні співпадати, таким чином студент може себе перевірити. Варто зазначити, що найпоширенішим підходом є комп’ютерний, оскільки використання відповідного програмного забезпечення полегшує роботу, однак стаття наголошує на тому, що знання теоретичних принципів механіки є необхідним для розв’язання задач. Робота написана завдяки підтримці проекту KEGA номер 270-014TUKE-4/2010 і VEGA 1/0884/10.
Effect of minimum quantity lubrication (MQL) by aqueous solutions of drug plants on cutting process in turning 40X13
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Abduraimov, Arsen
Metalworking fluids (MWF) are undesirable factors in metal cutting. For both economic and ecological reasons, as well as because of increasing legislation, efforts are being made to reduce the use of MWF. On account of this, the introduction dry machining andminimum quantity lubrication (MQL) techniques in machining process is increasing. This paper deals with experimental investigation on the role ofMQL by aqueous solution of drug plunts on cutting temperature, tool wear, surface roughness and chip formation in turning 40X13 (AISI 420) steel at industrial speed-feed combinations by uncoated carbide insert. The encouraging results include signification reduction in tool wear rate, cutting temperature, surface roughness by MQL mainly through favorable change in the chip-tool and work-tool interaction. Мастильно-охолоджуючі рідини (МОР) відіграють важливу роль у процесах обробки металів різанням. За рахунок змащуючого і охолоджуючого ефектів зменшується знос різального інструменту, поліпшується якість і точність обробки деталей. Витрати на утримання та догляд за МОР істотно збільшують вартість механообробки. Крім того, МОР можуть негативно впливати на здоров'я робітників і є джерелом забруднення навколишнього середовища. Тому одним із шляхів підвищення ефективності процесу різання є зменшення або навіть виключення застосування МОР при механічній обробці. Одним з таких методів є різання з мінімізованою кількістю мастила (МКМ). При такому різанні в зону обробки подається невелика кількість МОР – зазвичай від 50 до 500 мл/год, що у багато разів менше у порівнянні з традиційним поливом, де витрати становлять більше 5 літрів на хвилину. Були проведені експерименти при точінні заготовок із сталі 40Х13 (AISI 420) діаметром 90 мм і довжиною 600 мм при наступних режимах обробки: швидкість різання 2,1-2,3м/с; подача S=0,3мм/об; глибина різання t = 0,5 мм при різанні всуху, поливом і МКС. У якості МОР застосовувалася 5%-емульсія ЕТ-2у і водні розчини лікарських рослин. В експериментах вивчалася роль МКМ на такі характеристики процесу різання як температура різання, знос інструменту, шорсткість обробленої поверхні і стружкоутворення. Результати експериментальних досліджень показують, що при різанні в умовах МКМ температура різання, знос різального інструменту, шорсткість обробленої поверхні є кращою у порівнянні з поливом і різанням всуху. Водні розчини лікарських рослин впливають на всі показники процесу різання. Ступінь впливу залежить від природи рослини і його концентрації у водному розчині.
Modeling of driver injury severity in head-on accidents considering the vehicle mismatch
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Najaf, Pooya; Jahromi, Hosein Nezamianpour
In this study, the driver injury severity of headon accidents considering the vehicle mismatch is modeled. For this purpose, logistic regression method is applied. Using this method determines which driver is more injured. According to final results, seat belt, air bag and weight of vehicles are most effective variables in injury prevention of driver. High speed and driver ejection are the factors that can increase the probability of injury severity. Furthermore, the vehicle dimensions have not a powerful effect on severity of head-on accidents. Therefore, different weight of vehicles is most dangerous aspect of vehicle mismatch. Моделювання серйозності зіткнень відіграє важливу роль в досліженнях із безпеки дорожнього руху. В цій статті змодельовано ступінь серйозності травмування водія при лобових зіткненнях двох різних автомобілів, у яких є по одному пасажирові. Несумісність транспортних засобів – це невідповідність і відмінності між транспортними засобами за вагою, величиною, формою, розмірами, міцністю та потужністю. Розвиток різноманітних технологій проектування транспортних засобів спричинив розбіжності в стандартах для транспортних засобів і, як наслідок, їхню несумісність. У цій статті розглянуто роль фундаментальних характеристик пасажирських автомобілів, таких як статичні та динамічні характеристики (вага, висота, ширина та швидкість) і засоби безпеки у транспортних засобах (повітряна подушка безпеки, ремінь безпеки, виштовхування водія) при різних ступенях серйозності лобових зіткнень. Метод моделювання таких зіткнень є подвійний. Водій одного з автомобілів може бути більш травмованим. Отже, логістична регресійна модель застосовується з метою передбачення ступеня травмування водія при лобових зіткненнях. Проаналізовано 458 спостережень за лобовими зіткненнями за допомогою Fars (Системи аналізу смертності). Кінцева модель здатна правильно передбачити 80,6 % випадків. Аналізуючи гнучкість і вплив побічних чинників, виявлено різні ступені серйозності лобових зіткнень. Встановлено, що: 1. Висока вага транспортних засобів, ремені безпеки та повітряні подушки безпеки є найважливішими чинниками зменшення ризику травмування водія. 2. Важчі пасажирські автомобілі менше пошкоджені при лобових зіткненнях. 3. Розміри транспортних засобів не мають великого впливу на серйозність лобових зіткнень. Тому різниця у вазі транспортних засобів є найбільш небезпечним аспектом їхньої несумісності. 4. Висока швидкість і викидання водія є чинниками, які можуть збільшити можливість серйозного травмування.
Prediction of the stress-strain diagram of circular tube material based on lateral compression tests
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Niknejad, Abbas; Elahi, Seyed Ali
In this article, some previous theoretical relations are investigated, experimentally. For this purpose, collapse behavior of brazen tubes with circular cross-section, when compressed between two rigid plates, is examined. One of the previous equations predicts the produced moment arm of circular tubes during the flattening process. Comparison of the experimental results with the theoretical predictions shows that the theoretical relation calculated the produced moment arm of thicker circular tubes with smaller diameters with good correlation. Two other equations predict elastic modulus and yield stress of tubes material, based on the experimental data of lateral compression test between two rigid plates. These relations employed to sketch the stress-strain diagrams of tube material, using experimental results. The investigations conclude that increasing of wall-thickness and diameter of tubes causes decrement of errors. Цікаво зазначити, що тонкостінні елементи, такі як пластини, каркаси та труби в автомобільних корпусах, фюзеляжах літаків і корпусах кораблів, характеризуються схожими співвідношеннями товщини і ширини. Ці корпусні деталі в основному піддаються стискаючим навантаженням під час удару, вони можуть зазнавати серйозних прогинів, які можуть перевищити товщину стінки на два порядки величини. Останнім часом досліджувалась значна кількість задач імпульсної інженерії, передусім по темі динамічної реакції корпусних деталей в зоні пластичності. Це сприяло кращому розумінню видів несправностей, а також моделей розсіювання енергії під час удару в таких деталях. Система поглинання енергії перетворює, повністю або частково, кінетичну енергію на іншу форму енергії. У цій роботі розглянуто систему поглинання енергії, при якій енергія розсіюється завдяки пластичній деформації металевих поглиначів енергії. Деякі попередні теоретичні обгрунтування досліджувались експериментально. З цією метою проаналізовано характер пошкоджень мідних труб з круглим поперечним перерізом при їх стисканні між двома твердими пластинами. Одне з попередніх рівнянь розраховує плече пари сил круглих труб під час процесу вирівнювання. Порівняння результатів експерименту з попередніми теоретичними розрахунками показує, що більш точно змогли теоретично розрахувати плече сили для круглих труб з більшою товщиною стінок і меншим діаметром. Два інші рівняння розраховують модуль пружності та межу текучості матеріалу труб на базі експериментальних даних досліду бокового стискання між двома твердими пластинами. Ці розрахунки застосовувалися для створення діаграм напружень матеріалу труб з використанням використовуючи результатів експерименту. Дослідження доводить, що збільшення товщини стінок та діаметру труб зменшує похибку.
Specific energy absorption by the circular tubes with the polyurethane foam-filler in flattening process
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Niknejad, Abbas; Elahi, Seyed Ali
In this article, flattening process of empty and polyurethane foam-filled circular brazen tubes is studied, experimentally. Five geometrical types of specimens with different diameters, thicknesses and lengths were used in the lateral compression tests in the empty and foam-filled conditions and the energy absorption capability by the specimens were investigated. The semi empirical relations were introduced to predict the absorbed energy by the empty and the foam-filled metal tubes. Experimental results show that the variations of specific absorbed energy versus the ratio of diameter/thickness is different in empty and foam-filled tubes and the best selection for energy absorption by the circular tubes is a foam-filled tube that it's D/t is far from region 25 to 35. Система поглинання енергії перетворює, повністю або частково, кінетичну енергію на іншу форму енергії. Перетворена енергія є або оборотною, як наприклад, енергія тиску в рідинах, що стискаються, та енергія пружної деформації в твердих тілах, або необоротною, як наприклад, енергія пластичної деформації. Енергія розсіяна при пластичній деформації металевих поглиначів енергії становить систему поглинання енергії, що розглядається у цій роботі. При розробці складаного поглинача енергії основною метою є необоротне поглинання більшості кінетичної енергії удару самим приладом, що дасть можливість мінімізувати людські травми та пошкодження обладнання. Перетворення кінетичної енергії на енергію пластичної деформації залежить серед інших факторів і від величини та методу застосування навантажень, швидкості передачі, моделей деформації та зміщення, а також характеристик матеріалу. У процесі вирівнювання труба чи стиснутий стержень затискаються між двома твердими пластинами, і енергія розсіюється під час пластичної деформації. У цій статті експериментально досліджується процес вирівнювання круглих мідних труб, пустих або наповнених поліуретановою піною. П’ять геометричних типів зразків з різним діаметром, товщиною та довжиною, в пустому та наповненому піною стані, були використані в дослідах на бокове стискання. Досліджувалась здатність зразків поглинати енергію. Напівемпіричні співвідношення були використані для того, щоб розрахувати енергію поглинуту пустими металевими трубами та трубами наповненими піною. Результати дослідів показують, що зміни питомої поглинутої енергії в залежності від співвідношення діаметр/товщина є різними для пустих труб і труб наповнених піною, а найкращим вибором для поглинання енергії круглими трубами є труба наповнена піною, де D/т є далеким від області 25–35.
Static analysis of truss structures
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Šmeringai, Peter; ƒmeringaiová, Anna; Monková, Katarína
In the article is introducing the information about creation of the study aids for teaching Engineering mechanics. In a task about a static analysis of selected real truss structure are explained the procedures and principles for solving of the plane trusses by the classical method and solving with the support of PC. Part of this study aid is manual for solution of defined type of tasks in the program Autodesk Robot Structural Analysis Professional. The paper was written thanks to support provided by the project KEGA num. 270-014TUKE-4/2010 and VEGA 1/0884/10. У цій статті представлена інформація щодо навчальних розробок для предмету «Технічна механіка». Викладання цього предмету входить до навчальної програми студентів-першокурсників. Класична форма викладання не є цікава сьогоднішнім студентам і не мотивує їх. Метою викладачів, які забезпечують викладання предмету «Інженерна механіка» на факультеті виробничих технологій у Пряшеві, є покращення якості викладання за допомогою нових сучасних методів навчання з використанням комп’ютерних технологій і відповідного програмного забезпечення для статичного та динамічного аналізу систем твердих тіл. У завданні зі статичного аналізу вибраної реальної фермової конструкції пояснюються процедура та принципи розрахунків плоских ферм за допомогою класичного методу та за допомогою ПК. Шукаючи відповідну програму, яка б найкраще підходила для вирішення завдань у цій галузі, було опрацьовано кілька програм САПР. Головним критерієм вибору була доступність програми для студентського користування, а також можливість швидкого та легкого розрахунку рівноваги плоских ферм. Була вибрана програма Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2011. На цей вибір, головним чином, вплинув той факт, що у 2010/2011 навчальному році на кафедрі розробки технологічних пристроїв (Технічного університету Кошице) факультету виробничих технологій у Пряшеві була створена спеціальна аудиторія для викладання комп’ютерного моделювання з програмним забезпеченням Autodesk Inventor, до якого можна додати і вже раніше згадану програму того ж виробника. Для розв’язання зазначеного типу задач за допомогою програми Autodesk Robot Structural Analysis Professional був розроблений підручник. Він подається у формі інструкції для користувача та навчального відео, щоб студенти могли розв’язати прості задачі з розрахунку рівноваги плоских ферм лише за допомогою цієї програми. Студенти також повинні опанувати основи роботи з програмним забезпеченням Autodesk Robot Structural Analysis. Ця робота написана завдяки підтримці проекту KEGA номер 270-014TUKE-4/2010 тa VEGA 1/0884/10.
Tiltrotor – no thoroughfare or way ahead?
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Schóber, Tomáš
The concept of tiltrotor aircraft is nothing new. Its roots came to 1930s when the first design , which resembles to modern tiltrotors was patented. The problem was that the technology in that times was not able to support such a complex program. Only in recent years the demands for a new design combining the advantages of helicopter and aircraft in combination with advanced technology base led to various experiments, testing phases and following production of new tiltrotor aircrafts. This article is dealing with advantages and disadvantages of tiltrotor design aircraft and concentrates on two types – military V-22 Osprey and civilian BA-609. Сучасний авіатранспорт щораз частіше потребує високошвидкісних літаків з метою ефективнішого функціонування. Проте кожен літак платить набагато вишу ціну за збільшення швидкості: поступається в якості польоту, дальності, вантажопідйомності та тривалості польоту. Поєднання вищої швидкості зі здатністю вертикального зльоту та приземлення забезпечило б унікальні транспортні (і не лише) можливості, проте ще дорожчою ціною. Цією ціною є розвиток технологій, виробництва та керування літаком. Зрозуміло, що будь-який літак, який усуває або певним чином обмежує залежність від конкретних злітних смуг, надає будь-якому диспетчеру, військовому чи цивільному, незрівнянну операційну здатність і гнучкість. Гелікоптер, мабуть, ще не досяг меж своїх можливостей, але їх вдосконалення вимагатиме більш інноваційних технологій, аніж тих, які використовувалися досі. Фахівці-інженери вже довший час визнають необмежені можливості збільшення якості польоту гелікоптерів, особливо унікальні технічні труднощі та виклики, пов’язані з їхньою крейсерською швидкістю. Протягом більш, ніж п’яти десятиліть гвинтокрильна промисловість також проявляла зацікавленість до альтернативних концепцій, намагаючись поєднати неперевершену здатність зависання гелікоптера з набагато вищими крейсерськими швидкостями літаків. Конвертоплани з поворотними крилами – гібридні конвертовані гвинтові концепти. Завдяки своєму дизайну конвертоплани можуть літати на набагато вищій крейсерській швидкості, ніж гелікоптери, вносячи, отже, принаймні одну велику перевагу у якість польоту. Проте, як і гелікоптер, конвертоплан – компромісне інженерне рішення (мабуть, навіть більше), і він не є настільки аеродинамічно ефективним, як гелікоптер у завислому польоті або літак у горизонтальному польоті.
Вплив вм’ятин на напружений стан циліндричних обичайок апаратів високого тиску
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Білоус, Вадим
На поверхні корпусних оболонкових елементів сосудів високого тиску часто виявляють вм’ятини, які є концентраторами напружень. Розглядалася тонкостінна циліндрична оболонка (обичайка) під дією внутрішнього тиску, у якої вм’ятина є результатом плавного сполученнятрьох складових оболонок: циліндричної, сферичної і тороїдний. Основне диференціальне рівняння було подано в комплексній формі Новожилова. На базі умов сполучення складових оболонок було розроблено алгоритм визначення напружень у зоні вм’ятини, застосування якого у конкретному прикладі показало суттєве збільшення коефіцієнту їх концентрації. Indents are often found while examining high pressure vessels. The indents on the surface of case shell elements of these vessels are stress concentrators influencing stress strain behaviour of these elements. This can result in exceeding allowed tension values. There is virtually no research of this state in the indent regions at the moment, which has encouraged this work. The author has studied a thin-walled cylindrical shell under the effect of internal pressure. The shell has an indent resulting from the seamless joint of three shells: cylindrical, spherical and toroidal as a transition between the first two shells. The main differential equation for these shells has been presented in Novozhylov complex form. The general solution of this equation in complex function is provided as the sum of the general solution of homogeneous equation, defined by asymptotic method, and the specific solution of non-homogeneous equation, which satisfies membrane theory. Solutions for all three shells were presented in expressions with complex constants, derived from four conditions of these shell combinations. Joint parameters were defined as radial displacements, degrees of tangential rotation, radial stresses and bending moments. The systems of algebraic equations for Novozhylov functions and the functions themselves has been found. The latter determined stresses and moments in all shell components of the indent. Tension calculations of the indent t=0,02 m deep in the cylindrical shell h=0,02 m thick and RB=1,3 m in diameter, done under pressure p=1,2 MPa have the following results: being a stress concentrator, the indent causes tension increase. Concentration factor for tensile stresses was quite small (1,2), being rather substantial for bending stresses (5,3). Therefore, we think it is worthwhile to regulate geometrical parameters of indents in proper technical documentation.
Вплив експлуатаційних показників на довжину перегону автобуса на маршруті
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Ісаєв, М. Н.; Умєров, Е. Д.
У статті представлені результати досліджень довжини перегону на затрати часу пасажирів на поїздку, а також вплив експлуатаційних показників на продуктивність автобуса, на прикладі міста Сімферополя. The results of study of the race length and passengers’ tour timetable from one stop to another are presented in the article. There were studied en-rout races which practically influence all characteristics of Metropolitan transit functioning. These characteristics are: passengers’ transportation time waste, amount of in-between stoppages, operating showings and productivity of busses en-rout. The studies by changing the factor of capaciousness and by changing the range of passenger traffic show that the efficient length of buss race en-rout range from 0,4+0,7 km. There were calculated the time of passenger’s movement from their houses to stoppages, time of standing on the stoppage, time in the bus, time of moving from the stoppage to the final destination. Also the influence of operation showings to bus efficiency such as capaciousness, factor of capaciousness, fact of changing, cruising speed, size of rout, amount of stoppages, length of tour of one passenger. The analysis of regularity of population settling was held. This analysis should become the definition of some characteristics of semi distance between stoppages which can be the places of communication and demand to the transportation and to the transport suggestions. Opportunities of optimization of the race length enrout through the whole city were examined. The graphs, diagrams were built to each of the indexes. Some of them are presented in the article. All investigations were held in Simferopol city. The students of our university made the analysis at the biggest bus routs of the city.
Вплив кінематичних параметрів руху на коливання та міцність гнучких елементів систем приводів
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Сокіл, Марія; Хитряк, Ольга
Отримано співвідношення, які описують основні параметри резонансних коливань. На їх основі проаналізовано вплив швидкості поздовжнього руху на напруження у двовимірних гнучких елементах систем приводу. Analytical investigation of dynamic processes in flexible elements of powertrain systems is associated with significant difficulties. There is a nonlinearity of the mathematical models that describe the process and the presence of mixed derivative on linear and temporal variables. The last takes into account the speed of longitudinal movement. Even its fixed component does not allow the analysis of the simplified (linear) process model to apply classical methods of partial differential equations. Despite the mentioned fact, the work, based on the wave concept, describes the motion of a linear model. Using the last and distribution of the basic idea of the method of Van der Pol on new classes of problems, an equation it is obtained in a standard form, determining the influence of various natural factors on the basic parameters of the waves. It is shown that for large values of longitudinal movement the frequency of natural oscillations is smaller. The method can be used for solving specific problems. A resonant case is the most interesting and difficult at the same time. For this case the received appreciation for lengthening flexible element and it is made a comparative analysis of the maximum stretching effort from static case (the system with fixed ends). It is shown that the flexible element with a resonance threshold value speed of longitudinal movement in which stress may even exceed a few times of tension when resonance vibrations in the case of flexible element with fixed ends. The technique can be used for the research of other classes of systems, mathematical models of which are differentially equations considered in the work, including granular media.
Вплив пружного закріплення лопатей на динаміку вітроколеса
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Корендій, Віталій
З метою встановлення впливу параметрів жорсткості лопатей на їх динамічну поведінку при складному обертанні вітроколеса поставлено задачу про коливання жорсткої лопаті, пружно приєднаної одним кінцем до жорсткого диска, що зв’язаний з жорстким валом. Для побудови нелінійних рівнянь руху пружно закріпленої жорсткої лопаті при складному обертанні вітроколеса застосовано теорему Коріоліса та принцип Даламбера. Отримано частинний розв’язок рівнянь руху, що описує режим сталих коливань жорсткої лопаті. Встановлено, що система має малу структурну жорсткість, а резонансні режими у ній не виникають. The solution of the actual problem that consists in investigation of typical vibration processes in compound rotation of rigid blades, elastically attached to the wind wheel, is given in this article. With the aim to establish the influence of stiffness parameters of rigid blades on their dynamic behavior in compound rotation of the wind wheel, the problem about vibrations of rigid blades, attached by one end to the rigid disc connected with a rigid shaft, is set up. The theorem of Coriolis and the principle of Dalamber are used for construction nonlinear equations of motion of rigid blade in compound rotation of the wind wheel. Analytical expressions for calculation the vectors of transposed (2), comparative (5), coriolis (6) and full (1) acceleration of the element of the blade are deduced. These expressions enable us to compute the components of inertial loads on the element of the blade, which are caused by rotation of the shaft of the wind wheel. We eliminate the system of nonlinear equations (7) of motion of rigid blade to one linear differential equation of vibration (8) using some assumptions described in the article. The partial solution (9) of received equation that describes behavior of constant vibrations of rigid blade is found. Mathematical and computer modeling of dynamics of described system is realized. We take into consideration the possibility of variation of some typical parameters, such as angular velocity of rotation or turning of the wind wheel, number of blades, geometric dimensions and density parameters of the blade etc. Some graphical results of computer modeling (graphics of the oscillation amplitude) are given in the article. We prove that resonance processes on the elementary areas of blades in case of compound rotation of the wind wheel with rigid blades elastically attached to the rotor don’t take place and the system has small structural stiffness.
Дослідження закономірностей змочування та контактної взаємодії в системах TiB2–(Fe–Mo)
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Уманський, А. П.; Акопян, В. В.; Стороженко, М. С.
Проведено змочування TiB2 сплавами на основі заліза з різним вмістом Мо від 2 до 30 %. Встановлено контактні кути змочування та розраховані енергетичні параметри. Розглянути мікроструктури зон взаємодії та розподіл елементів. Development of composite materials and coatings intended for intensive use is an important issue of contemporary material science. Due to high hardness, refractory titanium compounds, in particular titanium diboride, are promising substrates for wear-resistant substances and coatings. However, their high frangibility prevents them from being applied in pure form. Therefore, the recommendation is that they should be used with metal coupling agent. For TiB2, iron alloys are advisable. Firstly, iron is available plastic material. Secondly, when applying coatings on steel surfaces, presence of iron in the coupling of composite material results in a decreased concentration gradient. The study presents kinetic regularities of wetting of titanium diboride with Fe-Mo alloys in the range of Mo concentration from 2% to 30%. Contact angles were estimated and energy parameters calculated. It was found out that incorporation of as little as 2% molybdenum into iron leads to a drop in the contact angles and reduced interphase activity of the system's components. Further increase of molybdenum content up to 17% in the alloy brings about further decrease in contact angles of wetting of TiB2 by the alloy. For iron alloy with 17% Mo, contact angle of wetting the refractory component is zero degrees; thereat, no new chemical substances are formed. The zone of interaction between the alloy Fe-17%Mo and titanium diboride, the refractory component, was shown to be narrow (20 μm). Incorporation of molybdenum in the amount exceeding 17% results in more active chemical interaction between the components of the system TiB2-(Fe-Mo) and reduced wetting. Therefore, the alloy Fe-17%Mo is an auspicious metal coupling agent for titanium-diboridebased composites.
Застосування нечіткого алгоритму керування рухом на регульованому перехресті
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Могила, Ігор; Бойко, Максим
У роботі описано нечіткий алгоритм керування рухом на регульованому перехресті, керуючим рішенням якого є встановлення тривалості дозвільного сигналу в момент його ввімкнення. Встановлено, що застосування цього алгоритму є доцільним, оскільки дає змогу покращити якість та ефективність роботи перехрестя. Traffic lights are basic means of traffic control in cities. It is necessary to adjust function parameters of traffic lights depending on vehicle movement for efficient traffic control. So, improvement of existing or development of new algorithms for traffic control at signalized intersections is an urgent target. Control algorithm is a set of single-valued rules for processing data about traffic flow parameters at intersection, resulting in one or another control action [1]. Recently the algorithms with fuzzy logic have been applied in traffic control systems [2, 3]. The authors have improved fuzzy algorithm for traffic control, features of which are given in [4]. The determination of green light duration is the control action in this algorithm. Input linguistic variables are volume of arrival flow and queue length at some approach. Fuzzy control algorithm is implemented in MATLAB using Fuzzy Logic Toolbox. The model of signalized intersection Levytskoho str. – Tershakovtsiv str. – Dorosha str. (Lviv), developed in MATLAB, was chosen for research of intersection functioning with fuzzy control algorithm. Description of this model is given in [5]. Functioning of control system in which fuzzy algorithm is used (fuzzy control system) has been compared with functioning of fixed-time control systems: existing and calculated for given arrival flow volume. It was defined that the usage of fixed-time control system, calculated for given traffic conditions, will be the best, if arrival flow volume is invariable. But if the volume has an abrupt increase (even short-term) the usage of fixed-time control will not be reasonable as long as the value of the average and maximum queues has a sharp growth. However, fuzzy system adapts to traffic conditions at intersection well, and with a slight growth of queues at one approach smaller queues can be reached at other approaches.
Зміст до "Інженерна механіка та транспорт"
(Видавництво Львівської політехніки, 2011)
Зміцнення поверхонь виробів рухомим струминним апаратом
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Стоцько, Зеновій; Стефанович, Тетяна; Шептицький, Богдан
Досліджено, що регулювати інтенсивність обробки доцільно за допомогою зміни швидкості руху струминного апаратута відстані від сопла до оброблюваної поверхні. Predicting of mechanical treatment results depending on the machined surfaces form and their physical and mechanical properties and an appropriate choice of technological modes are the important factors in creating competitive products. However, the technological modes choice for hydroabrasive blasting with loose solid balls are mostly based on practical experience and experimental data, which does not adequately forecast the surface quality characteristics and correctly assign technological modes. Therefore it is important the detailed research and mathematical descripting the mechanisms which forms quality of the surfaces of wares during processing with loose solid balls on the basis of which the technological providing can be developed for applying of the process in industry, development of recommendations for realization of automation of the process. Hydroabrasive blasting with loose solid balls is under consideration, and especially, the hardened layer distribution on the treated surface. Treating fixed flat surfaces with jet apparatus that moves progressively and uniformly relative to the surface is investigated. For implementation of strengthened layer depth distributing calculations an algorithm is made and the application program is realized in mathematical editor. The analysis of distribution diagrams of hardened layer on the treated surface for the different modes of the treatment by loose solid balls, gives next conclusions. Regulating the treatment intensity should be by changing the jet apparatus speed and the distance from the nozzle to the surface. Decreasing distance from the end of the nozzle to the treated surface conduces to the improvement of treating intensity. Speed of jet apparatus has the most significant impact on the hardened layer depth distribution. Increasing the speed lead to reduce intensity of hydroabrasive blasting. Uniformity surface strengthening is achieved during translational uniform movement of jet apparatus as shown the graphs form that is useful for technological process.
Методика оптимізаційного синтезу пакувальних машин із застосуванням генетичного алгоритму
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Пальчевський, Богдан; Вараніцький, Тарас
Розглянуто методику оптимізаційного синтезу структури пакувального автомата за допомогою генетичного алгоритму та описано конструкцію згенеровної машини. Evolutionary search methods successfully combine the advantages of heuristic methods and methods of mathematical programming. The genotype of packaging machine is presented by the set of genes, each coding the particular functional module of a machine: · product feeding tube; · forming collar · longitudinal seaming module ; · drawing module;· cross-seaming module; · cutting module ;· mechanisms of fold formation;· mechanisms of forming the bottom and the top of a package. The value of each gene at the start is determined by pseudorandom number generator and may be changed by mutation operator during the genetic algorithm run. The structure of a machine is optimized by several criteria (e.g. versatility, complexity, cost, energy, etc.) that form a complex cost function evaluating each member of the pool durnig the genetic algorithm operation. The genetic algorithm ends up with bulding a histogram (fig. 1) presenting the genotype of the optimal result. The phenotype is obtained by decoding the value of each gene. The 3D result models of several genetic algorithm runs are presented on fig. 2-4.
Методика розрахунку самонатяжної пасової передачі
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Умєров, Ервін
Приведено опис конструкції; робота і методика по визначенню основних параметрів, і розрахунок самонатяжної пасової передачі. The paper describes the design and operation automatic tension reverse V-belt drive, graphics display presents the stress changes in various belt drives, with different creation belt. Which implies that the transmission belt of the same rated load in all gears in the branches of the tension and friction are the same size. However, with increasing load transferred, there is an increase in the intensity of the bearings in gear with a fixed axle pulleys, and is less intense in automatic tension transmission. To this end, we consider automatic tension belt drive with tensioning roller in which the belt tension is automatically created by the reactive moment, depending on the size of the transmitted load at any given time. This mode of transmission is caused by properly chosen geometrical parameters. We have developed a V-belt drive automatic tension, the technique of calculating automatic tension reverse Vbelt transmission and graphs to determine the main parameters of the transfer. The study found that as the center distance and the length of the lever tensioner angle of wrap a belt drive pulley is constantly increasing. From which it follows that the proposed construction automatic tension V-belt transmission in the most rational drive cars with medium and higher center distance. Thus, we conclude that the developed method allows to determine the basic parameters of rational automatic tension reverse V-belt transmission and to produce its power and kinematics calculation using the current regulatory parameters for the calculation of belt drives.
Моделювання амплітудно-частотних характеристик вібраційних систем з електромагнітним приводом
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Гурський, Володимир; Ланець, Олена
Розглянуто принципи та методи чисельного моделювання амплітудно-частотних характеристик вібраційних систем з електромагнітним приводом. В основу покладено диференціальні рівняння, що описують коливальні процеси в електромагнітній системі. На основі методу комплексних амплітуд здійснюється перехід до системи нелінійних алгебричних рівнянь з амплітудними значеннями параметрів, яка розв’язується відомими числовими методами Ньютона, Левенберга та ін. На основі отриманих розв’язків графічно будуються амплітудно-частотні характеристики коливальних мас механічної та сили струму електромагнітної складових вібраційної системи. The vibratory systems in practice can be presented as a various executive devices, technological vibratory machines, etc. In an engineer and building industry, for disturbance of high-frequency vibrations (50-100 Hertz), electromagnetic drive and resonance effects, appropriate to the mechanical systems are used. Work of the vibratory systems can be estimated on many indexes. One of them is an index of expenses of power on a square of vibration amplitude of executive mass (W/mm2). As vibratory systems can be multimass, that is why for a quantitative estimation it is necessary to have gain-frequency descriptions of mechanical and electromagnetic constituents. Researches of gain-frequency descriptions of the three-masses mechanical systems allowed to find out the important energy efficient methods of calculation of resiliently hard parameters [1]. In a number of other works [2, 3] theoretical researches of electromagnetic processes and their designs are given in more simple structure – of two-masses electromechanics systems. Using of the known numerical methods and their adaptation to the tasks of dynamics will allow to analyze the indexes of effective work of the three-masses oscillating systems. Principles and methods of numeral design of gainfrequency descriptions of the oscillating systems with an electromagnetic drive are considered. Differential equations which describe oscillating processes in the electromagnetic system are fixed in basis of principle. On the basis of method of complex amplitudes passing is carried out to the system of nonlinear algebraic equations, which is untied by the known numerical methods of Newton, Levenberg etc. On the basis of the got solutions the gain-frequency descriptions of oscillating masses of mechanical and strength of current of electromagnetic constituents of the oscillating system are graphical built. Gain-frequency dependences enable to analyze and set the rational modes of work last after the set power or dynamic criteria are got.