Інженерна механіка та транспорт

Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/26745

Browse

Now showing 1 - 20 of 73

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.
Проектування динамічних гасників коливань
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Коваль, Тарас; Костельницька, Галина; Дівеєв, Богдан
Важливим питанням розробки сучасних машин є зменшення вібрації. Традиційні методи віброзахисту часто стають недостатньо ефективними, особливо для такого класу машин, як обприскувачі з великогабаритною штангою, пожежні машини з висотними стрілами, всілякі крани, мобільні бурові установки, а також висотні споруди: вежі, труби, хмарочоси. Ефективним у даному випадку може стати застосування динамічного гасника коливань (ДГК) [1]. Ефективними ДГК можуть бути також у різного типу обертових машинах – від дисководів до насосів та потужних турбоагрегатів. Noise and vibration are of concern with many mechanical systems including industrial machines, home appliances, transportation vehicles, and building structures. Many such structures are comprised of beam and plate like elements. The vibration of beam and plate systems can be reduced by the use of passive damping, once the system parameters have been identified. A tuned mass damper (TMD), or dynamic vibration absorber (DVA),is found to be an efficient, reliable and low-cost suppression device for vibrations caused by harmonic or narrow-band excitations. In TMD design the stiffness and the damping ratio can be determined by balancing the two fixed points in the frequency response, in the case of harmonic excitation, or by minimizing the mean-square response under the random excitation, or by balancing the poles of system. In the classical theory of DVA, the primary structure is modelled as a spring-mass system; however, other models also have high interesting research and engineering application. In particular, the pendulum type system occurring as a model of a solid body with a fixed fulcrum point can play an important role in many fields such as machinery, transportation and civil engineering. The planar pendulum has been used to illustrate many types of structures such as ropeway gondola, crane or ships in waves. The effect of a DVA on a pendulum structure can be very different from that on a spring-mass system. The main aim of this paper is different type dynamic vibration absorbers investigation and optimization. Methods of decomposition and numerical synthesis are considered on the basis of the adaptive schemes. Design of complicated machines and buildings in view of their interaction with system of dynamic vibration absorbers is under discussion.
Порівняльний аналіз горизонтально- і вертикально-осьових вітроустановок
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Корендій, Віталій
Здійснена спроба проаналізувати характерні відмінності між горизонтально- і вертикально-осьовими вітроустановками, вказати на переваги і недоліки та обґрунтувати доцільність використання кожної з них для зростання енергетичної незалежності нашої країни. Nowadays in the world the amount of horizontal-axis wind-power installations (WPI), which use the effect of aerodynamic lifting load, is about 90 %, and a few thousand of companies are engaged in the batch production of them. The lag in development of verticalaxis WPI is caused by a few reasons. At first, they were invented considerably later than horizontal-axis WPI. Secondly, until quite recently it was erroneously considered that their rapidity can not exceed one module (for horizontal-axis WPI it may reach to 14 modules). The comparison of horizontal- and vertical-axial WPI, which can be found in modern literature, usually is limited by the mention about advantages of the use of vertical-axial WPI in connection with their basic property – the insensibility to the direction of the wind and, as a result, the possibility of considerable simplification of construction of the installation. However the experience of designing and exploitation of WPI shows, that this advantage is not the only parameter of comparative assessment of these types of WPI. Vertical- and horizontal-axis WPI are fundamentally different systems, many characteristics of which do not recur. Therefore we will make an attempt to analyse differences, advantages and faults of both systems after such criteria: 1) dependence of efficiency of wind-power installation on direction of the wind; 2) coefficients of the use of the wind power; 3) starting of WPI; 4) rationality of the power chart of WPI; 5) construction of blade; 6) turn of blades; 7) energy of air flow, which is taken away by the blade; 8) degree of rapidity; 9) placing of generator and booster; 10) reliability; 11) capacity; 12) rated speed of the wind; 13) ecological aspects; 14) mass characteristics. In complex variety of properties, which commonly ambivalently characterize each type of WPI, it is impossible to use simple methods of their quality assessment (easy-heavy, difficult-simple, effectiveineffective). The quantitative analysis of total complex of characteristics of WPI, on the basis of theoretical and model-experimental researches with the purpose of receipt of data about efficiency of the use of WPIof both types in the economic and meteorological conditions of concrete region, is necessary. In general, it is necessary to to emphasize that it is impossible to satisfy the necessities of all consumers of the country. Wind power as the subindustry of power engineering will become competitive only on condition of development of different directions which are able to create the state market of wind-power technique.
Розробка методики розрахунку поздовжньо-кутових коливань транспортних засобів за нелінійних характеристик підвіски
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Сокіл, Марія; Чаган, Юрій
Використовуючи асимптотичні методи нелінійної механіки у поєднанні із періодичними Ateb-функціями побудовано перше наближення розв'язку системи диференціальних рівнянь, яка є математичною моделлю поздовжньо-кутових коливань транспортних засобів. Отримані так звані рівняння у стандартному вигляді визначають вплив геометричних та динамічних параметрів підвіски на поздовжньо-кутові коливання транспортних засобів. Caterpillar vehicles are maintained in more difficult conditions, than wheel. It puts more rigid requirements to characteristics and layout of their suspension. It should ensure necessary smoothness of a course of a vehicle and the limited dynamic loads at significant speeds of motion on a cross-country terrain. Such requirements are ensured with the suspension with nonlinear communication between moving and restoring force. Simultaneously with nonlinearity of the elastic characteristic of the suspension there are significant difficulties of analytical research of dynamics of a probed vehicle. In work, for sedate or close to it of the communication law between restoring force and moving, the mathematical model of longitudinalangular oscillations is constructed. The technique of construction of the analytical solution of system of the nonlinear differential equations which describes dynamic process of a vehicle is developed for the analysis of effect of main specifications on dynamics of the process. The technique is based on the usage of periodic Atebfunctions at construction of the asymptotic solution of the indicated equations. It allows to receive ratio convenient for the analysis that laws of change of main specifications of vertical and longitudinal-angular oscillations describe. The settlement relations received on the basis of analytical investigations show: – To ensure necessary comfortableness of probed vehicles the suspension with communication between force and deformation in the form of the sedate law provided that a parametre of nonlinearity more than 1 can; – As to characteristics of dampers the necessary vibration damping ensures the nonlinear law of velocity function with a parametre of nonlinearity more from 2. The developed technique in the following can be the basis for research of more difficult and important case - researches of forced oscillations.
Створення перспективних різально-кидальних робочих органів землерийно-транспортних машин безперевної дії
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Голубченко, Олександр; Хожило, Максим
Найбільш прогресивний шлях підвищення ефективності роботи землерийно-транспортної машини безперервної дії полягає у впровадженні на них активного робочого обладнання. В даній роботі запропоновані найбільш перспективні конструкції робочих органів різально-кидального типу. Continuous-run earthmoving vehicles such as grader elevators, shovelling ploughs, shovel excavators can enhance the effectiveness of earthworks. In the standard designs of these vehicles, soil destruction and its movement onto the external transporting device is ensured by the driving force of the base vehicle. One of the problems of continuous-run EMV operation is moving soil from the destruction zone to the external transporting vehicle. In the commonly known EMV designs soil shifting can be ensured by crowding power from the soil that has been cut, by applying additional equipment with the drive for soil shifting (for instance, shovel heaving equipment, intermediate screw and belt conveyors). Using such equipment entails increased power consumption due to overcoming friction in the drive and that of soil against the transporting device, as well as rise in materials consumption. This problem can be solved by applying active operating equipment, namely cutting-and-heaving operating elements, in connection with which use of an operating element combining two operations as an intensifier of the cutting and transporting processes is of great practical interest. The most promising are designs of the active operating equipment of continuous-run earthmovers, in which movement of soil from the destruction zone onto the external transporting device is ensured by heaving. Soil acceleration and setting the direction of heaving is done by the cutting device. This means does not require application of any other construction elements between the cutting part and the external transporter, which reduces material and power consumption of the process at large.
Розроблення нового засобу фальцювання розгорток з картону для малотиражного виробництва
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Регей, Іван; Бегень, Петро
Дана робота стосується пакувального виробництва, а саме заключних операцій виготовлення картонної тари – фальцювання та склеювання розгорток. Зважаючи на тенденції до зниження тиражів пакувальної продукції, актуальною є задача насичення ринку пакувального обладнання малогабаритними, економними та дешевими машинами, оскільки існуюче фальцювально-склеювальне призначене для великотиражного виробництва. Метою роботи є створення нового способу фальцювання, який якнайкраще повинен відповідати сучасним вимогам. У запропонованому способі картонна розгортка нерухомо зафіксовується на опорній плиті, фальцювання виконується двома радіальними криволінійними напрямними, які обертаються навколо вертикальних осей. На основі цього способу розроблено схему пристрою для фальцювання картонних розгорток, а також визначено основні аналітичні залежності для розрахунку геометричних параметрів виконавчих органів пристрою. Technological process for cardboard packaging envisages, first, making package patterns, then punching of creases, followed by folding and gluing (or, alternatively, by stapling or thermal binding) into a three-dimensional shapes. The folding and gluing procedures are implemented using folding and gluing production lines. However, due to their high price, high power consumption and big size, these folding and gluing lines are cost-ineffective in case of small-scale production. To meet the demand of the packaging equipment market for energy-saving machinery, a new method of cardboard package folding is proposed and the flow-chart of the device for its implementation is developed. According to this method, cardboard patterns go onto a faceplate and get immobilized. The folding operation is performed by radial curvilinear guide members that rotate around vertical axes, slide along the free, loose side elements of the patterns, folding them. The advantage offered by this method consists in the fact that translatory motion of a cardboard pattern was replaced with rotary motion of the curvilinear guide members, which allows considerable reduction of the size of the device and simplification of its design. Based on the above-described method, a new energysaving small-size device for folding cardboard packages was designed. The device is equipped with a faceplate having vacuum suction cups, radial curvilinear guide members, which with the help of rods are attached to the vertical axes and rotate clockwise and anti-clockwise, respectively. To ensure smooth folding of the free elements of the patterns, curvature of the guide members is designed for the elements to be folded with the smoothly increasing acceleration.
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.
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.
Синтез термітної сталі 35Л
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Жигуц, Юрій; Талабірчук, Віктор
На сьогодні покращення властивостей матеріалів досягають, переважно, використанням традиційних технологій отримання та наступною термічною, хіміко-термічною та іншими способами обробки. Але їх висока енергоємність, потреба у дотриманні екологічних вимог привели до необхідності застосування матеріалів, що синтезуються за допомогою термітних процесів. Дослідження сталі 35Л показало, що термітний матеріал має високі механічні властивості. Виявлено особливості хімічного складу термітної сталі, фізичні властивості та температури критичних точок. Окремим дослідженням виявлено зміну механічних властивостей термітної сталі 35Л при температурі до 400оС. Проведена робота дозволила встановити склад шихти для синтезу термітної сталі 35Л, розробити методику приготування металотермічної суміші і синтезу сплаву. Враховуючи переваги термітного процесу вказано перспективний напрямок продовження дослідження для проведення металотермічного зварювання термітним методом. Nowadays the improvement of properties of materials is arrived mainly by the development of traditional technologies of production. Their high power-intensive, the necessity of combination of several technical stages lead to search other ways of giving new properties of materials. One of such perspective ways is the usage, offered in this papers, of the method which is theoretically developed and experimentally well-grounded, the method of production of steels with the usage of high-exothermic reactions. The method of conducting of thermite synthesis consists in the following. From the weekend of powderlike materials – ingredients of chemical reaction arrange a metallothermic charge. The components of charge after interfusion and weighing take a place in metallothermic reactor and anneal, that results in the synthesis of necessary alloy. As a result of leadthrough of the experimental thermite melting with mass of charge 150-600 g were got the shaped bars. For them set chemical composition, mechanical and technological properties. A size of free shrinkage volumetrically for thermite carbon steel was within the limits of 1,8-2,3%. Separate research found out the change of mechanical properties of thermite steel 35L at a temperature to 400oC. The conducted work allowed to determine the composition of charge for the synthesis of thermite steel 35L, to develop the method of preparation of metallothermic mixture and synthesis of alloy.
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.
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.
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.
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.
Технологія складання роторів барабанно-дискової конструкції методом двох пробних складань із заміром биття на призмах
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Філімоніхін, Геннадій; Невдаха, Андрій
Розроблена технологія складання міжопорних роторів барабанно-дискової конструкції газотурбінних двигунів методом двох пробних складань із заміром биття на призмах. Розроблені відповідні типові техпроцеси, математична модель ротора, алгоритми розрахунків, що забезпечують техпроцеси. Ефективність розроблених техпроцесів перевірена комп’ютерним моделюванням та натурними випробуваннями на спеціально створеному стенді. Технологія потребує для реалізації найменшу кількість технологічного обладнання і забезпечує при цьому найкращу якість складання роторів через збільшення точності прогнозу биття ланок ротора та зменшення похибок, що накопичуються. The technology of gas turbine motors inbearing drum-disk construction by two test assembly method with test of the prism pulsation was created. Corresponding typical processes, mathematic model of the rotor, added algorithms, which ensure technical processes, were created. The efficiency of created technical processes was checked by computer modulation and natural testing on the special provided stand. The mathematic dependence which determine or describe the virtual rotor creation with using the pair characteristics establishment of the rotor on the prism, them static and dynamic unbalance, functional of the rotor quality making up creating, the forecast formulas of the pulsation of the rotor’s link control surface were received. By using the SolidWorks three-dimensional computer model of the drumdisk rotor was created, control repeatable mechanism, prism, indicators for the control surface rotor’s pulsation test were modeled. Assembly processes of the console and inbearing drum-disk rotors by two test assembly method with prism pulsation test as on the vertical erection staple and on prism were researched. Purposed for researching of the drum-disk construction GTD rotors assembly with pulsation test as on the repeatable control mechanism and on the prisms stand was developed and mode. Stand consists of two mechanism and different drum-disk rotor’s details with may be complete different rotors with different links amount. There are tested technical process of the rotor’s assembly checked the algorithms calculation ect., on the stand. The technology needs for realization a small number of the equipments and provides the best quality of rotor’s pile by increase of the precision. The forecast link rotor’s pulsation and decries of mistakes, which are accumulating.
Статична задача про контакт пружних куль, що мають шорсткі поверхні
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Грабко, Олена
Досліджено вплив урахування шорсткості поверхонь взаємодіючих пружних куль на контактний тиск. Сформульовані умови, при виконанні яких цим впливом можна знехтувати. Taking into account surface roughness significantly complicates search of solution of a contact problem. Therefore, it is advisable to find conditions under which disregarding the roughness of the surfaces of the compressed objects does not result in a considerable change of the contact area and contact pressures. This study attempts to determine such conditions for two elastic spheres. The problem being considered is a static problem of non-friction contact between two linear-elastic spheres with rough surfaces. The equation for this problem taking into account surface roughness of the interacting objects has the form (1) and that disregarding surface roughness has the form (2). The total of 216 variants of calculation was implemented for different values of the initial parameters. The parameters considered were Poisson's ratio, Young modulus, radii of the interacting spheres, compression force and factors of the power law accounting for the effect of roughness. The distribution of contact pressures in a specific plane area covering the unknown contact area and hard approaching of the objects were found. Based on the outcomes of the numerical experiment, values of the non-dimensional parameter characterizing mutual relative deviation of the solutions to the equations (1) and (2) were established. Additionally, the dependence of this parameter on the one characterizing the relationship of the largest compression of the rough sphere to the total linear-elastic displacement of the points with the largest contact pressure was analysed. The analysis resulted in formulating the conditions fulfilment of which allows disregarding the effect exerted on contact pressure by surface roughness of the interacting objects. In order to apply these conditions practically, it is sufficient to know the hard approaching of the objects, not considering the roughness and micro-irregularities of the surface. These parameters are available in the reference literature, thereby skirting the need to solve the contact problem.
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.
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.
Уточнення розрахунку пропускної здатності перегону
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Бублик, Роман
Обрахунок пропускної здатності дороги стоїть на першому місці при знаходженні режимів роботи світлофорної сигналізації. Якомога точніше визначення пропускної здатності, наближення теоретичного (розрахункового) значення до реального є першоумовою до створення ефективного світлофорного керування транспортними потоками. В даній статі розглядається метод уточнення розрахунку пропускної здатності перегону, шляхом більш точного визначення швидкості руху транспортних засобів між перехрестями. Traffic light control causes stop waves in the traffic flow and changed speeds. Selection of the right mode of movement promotes reduced traffic compressiondissolution ratio and increased road carrying capacity. Ideal conditions of traffic flow functioning in the network are considered. This implies no intersections, obstacles and conflict flows; the distance between vehicles and speed are constant. For these conditions, a speed ensuring maximum carrying capacity was found. The calculations show that for the speed 22-25 km/hr carrying capacity per lane is 743 repr. veh./hr. In order to calculate maximum carrying capacity of a real road stretch, the fact should be taken on board that the speed of vehicles is not constant – they accelerate and slow down depending on traffic lights operation. These variations in speed should be considered. Such refined calculation will allow more realistic estimation of the effectiveness of traffic flow control. Application of this particular value of carrying capacity for computing traffic light operation modes will give more accurate and effective results for the cycle duration and control phases. For efficient work of traffic lights in a real transport flow, maximum approaching to the ideal conditions of its functioning should be achieved. To this end, cruising speed of vehicles between crossroads should be calculated. This value can be derived from expression (11), which should be transformed in such a way as to give Vрек in the left part as a recommended cruising speed at which the ideal conditions will be maximally approached. Value V in this case is the optimal operating speed of traffic flow which ensured maximum carrying capacity at the ideal conditions.
Моделювання клейового з’єднання деталей з різними пружними характеристиками
(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Антоненко, Ніна
Пропонується спосіб визначення ширини зони контакту гладкої смуги, що притискається до абсолютно жорсткої півплощини нормальним зосередженим навантаженням. Отримано сингулярне інтегральне рівняння задачі, розв’язок якого знайдено методом механічних квадратур. Частково проаналізовано вплив товщини та пружних характеристик смуги наширину зони контакту. The author suggests to model the adhesive joint of two parts by means of elastic linkages. If one part is substantially more rigid than the other, while the contact region is almost flat, such structure can be modelled via the problem of one-side contact of an elastic plate with absolutely rigid half-plane. Plane deformation of a uniform isotropic smooth band pressed to absolutely rigid half-plane with the normal fixed load is considered. There is an elastic contact between the band and the half-plane: it is assumed that normal shifts in the contact region are null, while outside the contact region normal shifts of band’s lower edge points are proportional to normal loads in the points of this edge. To solve the problem, a new function of type (8) is introduced and the singular integral equation with logarithmic singularity is built under this function. The equation is reduced to the singular integral equation with Cauchy type kernel where there is additional condition. As there is no angular point in the lower edge form of a band deformed by the normal fixed pressing load, normal strains near contact region boundaries have singularity of the same type as in the contact problem of a band deformed by the stamp without angular points; this encourages seeking the solution of the equation in form of a function with root property. Mechanical quadrature method is used for solution of this equation. Conditions (5) are used to define the width of contact region. Numerical experiments result in the following conclusions: there is linear dependence of contact region width on the thickness of the band and shift module if the values of elastic linkage coefficients are fixed; increase of band’s thickness causes increase of contact region width; increase of shift module causes decrease of contact region width. The performed numerical experiments agree with what is said in [3] and are not at variance with physical meaning.
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.