Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
18 results
Search Results
Item Дослідження та математичне моделювання дробово-диференціальних реологічних моделей(Видавництво Львівської політехніки, 2021-08010) Соколовський, Я.; Левкович, М.; Каспришин, Я.; Sokolovskyy, Ya.; Levkovych, M.; Kaspryshyn, Ya.; Національний університет “Львівська політехніка”; Національний лісотехнічний університет; Lviv Polytechnic National University; National Forestry UniversityДосліджено процеси деформування у середовищах із фрактальною структурою. Дослідження, які стосуються питань побудови математичних методів та моделей взаємозв’язаних деформаційно-релаксаційних та тепломасообмінних процесів у середовищах із фрактальною структурою, сьогодні на початковому етапі. Серед нерозв’язаних задач, зокрема, до кінця не розв’язаною залишається задача коректного та фізично осмисленого формулювання початкових і граничних умов для нелокальних математичних моделей нерівноважних процесів у середовищах із фрактальною структурою. Для розроблення адекватних математичних моделей процесів тепломасоперенесення та в’язкопружного деформування у середовищах із фрактальною структурою, для яких характерні ефекти пам’яті, самоорганізації та просторової нелокальності, детермінованого хаосу та мінливості реологічних властивостей матеріалу, необхідно застосовувати нетрадиційні підходи, зокрема використовувати математичний апарат дробових інтегро-диференціальних операторів. Наявність у диференціальних рівняннях дробової похідної за часом характеризує ефекти пам’яті (еридитарності) або немарковість процесів моделювання. Математичні моделі можна реалізувати як аналітичними, так і чисельними методами. Зокрема, у цій роботі наведено інтегральний вигляд дробово-диференціальних реологічних моделей на підставі використання властивостей нецілочисельного оператора інтегродиференціювання та методу перетворення Лапласа. Отримані аналітичні розв’язки математичних моделей деформування у в’язкопружних фрактальних середовищах дали можливість одержати термодинамічні функції, ядра повзучості та релаксації фрактального типу. Розроблено програмне забезпечення для дослідження впливу параметрів дробового диференціювання на реологічні властивості в’язкопружних середовищ. Виконані дослідження дають можливість підвищити ефективність математичного моделювання процесів в’язкопружного деформування матеріалу з урахуванням ефекту “пам’яті” та самоорганізації, зменшивши залишкові напруження у матеріалі та визначивши адекватний напружено-деформаційний стан. Окрім цього, наведеними результатами можна скористатись для розв’язання задач параметричної ідентифікації математичних моделей у в’язкопружних середовищах із фрактальною структурою.Item The influence of friction between elements of dual-mass flywheel on oscillatory phenomena in a car transmission(Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Kindratskyy, Bohdan; Litvin, Roman; Lviv Polytechnic National UniversityАвтовиробники при проєктуванні нових автомобілів, все частіше стикаються з необхідністю зменшення ваги складових компонентів, щоб досягти потрібного рівня споживання палива та екологічних норм. Як наслідок проєктуються і виготовляються двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ) з невеликою кількістю циліндрів, що дозволяє досягти збільшення вихідної потужності за рахунок підвищення тиску в циліндрі та більш ефективного згорання палива. В результаті цього на колінчастому валу виникають крутильні коливання, які передаються і негативно впливають на трансмісію, передчасно виводячи її з ладу. Демпфувальні властивості двомасових маховиків (ДММ) напряму залежать від їхньої будови та конструктивних параметрів. Усі сучасні ДММ містять у собі певну кількість густого мастила, що так чи інакше покращує його характеристики. Але, крім деталей які постійно працюють в середовищі з мастилом, маховики містять елементи, між якими відбувається сухе тертя. Тому можна припустити, що його наявність може впливати на пружно-демпфувальні властивості ДММ. Метою праці є розроблення симуляційних моделей і дослідження впливу тертя між елементами ДММ на коливальні процеси у трансмісії автомобіля та розроблення рекомендацій щодо зменшення навантаження на елементи ДММ і ланки трансмісії. Досліджено вплив сухого і в’язкого тертя між елементами ДММ на затухання коливань у його пружно-демпфувальній системі. Показано, що збільшення коефіцієнта сухого тертя між елементами ДММ з 0 до 0,3 не дає відчутного затухання коливань у ланках приводу і ДММ. Істотніший вплив на затухання коливань має в’язке тертя між ланками ДММ. Для збільшення ресурсу ДММ доцільно між його пружними ланками встановлювати сепаратори з полімерного матеріалу з невеликим коефіцієнтом тертя між ним і стальним корпусом ДММ.Item Оптимізація довговимірних конструкцій за статичною міцністю та частотними характеристиками(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Гурський, В. М.; Кузьо, І. В.; Медвідь, А. І.; Національний університет “Львівська політехніка”Наведено задачі визначення оптимальних геометричних і конструктивних параметрів довговимірних конструкцій. Як приклад, прийнято подовгастий профіль складного перерізу, визначено для нього компоненти напруженого стану та власні частоти коливань. Вибір оптимальних параметрів профілю здійснено для реалізації конструкцій із мінімальними еквівалентними напруженнями, а також для забезпечення максимальної динамічної жорсткості. Встановлено, що для визначення еквівалентних напружень у тонкостінних елементах основну складність являє розрахунок дотичних напружень. Для спрощення задачі оптимізації конструктивних параметрів запропоновано частотно-масовий показник. За ним здійснено уточнену оцінку якості конструкції та можливість досягнення якісних властивостей системи за мінімальної маси та високої динамічної жорсткості. Апробовано використання показника на складнішій конструкції вібраційного конвеєра. Для нього розглянуто розрахунок МСЕ власних частот за різних значень конструктивних параметрів. Вибір остаточного варіанта конструкції здійснено за значенням частотно-масового показника.Item Напружено-деформований стан металевих гофрованих конструкцій при взаємодії із ґрунтом засипки(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Лучко, Йосип Йосипович; Ковальчук, В. В.; Ковальчук, Ю. Є.; Luchko, J.; Kovalchuk, V.; Kovalchuk, Yu.; Львівська філія Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. ак. В. Лазаряна; Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра будівельного виробництва; Lviv Branch of Dnipropetrovsk National University of the Railway transport named by ac. V. Lazaryan; Lviv Polytechnic National University, Department of building productionУ цій роботі вперше досліджено несучу здатність металевої гофрованої конструкції великого діаметру (понад 6 м) при врахуванні комплексу факторів – ступеню ущільнення ґрунтової засипки, величини динамічного навантаження від рухомого складу залізниць за критерієм розвитку пластичного шарніру у металі труби при виникненні залишкових незворотних деформацій вертикального та горизонтального діаметрів труби. Отримані результати несучої здатності металевих гофрованих конструкцій типу горизонтальний еліпс поперечного перетину, можуть бути використані інженерами Мостовипробувних станцій Укрзалізниці та Укравтодору та проектними організаціями, які займаються проектуванням металевих гофрованих конструкцій діаметром, більшим за 6 мItem Визначення роботоздатності цинкових покриттів в умовах механічних напружень та корозивних середовищ(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Дацко, Б. М.; Datsko, B. M.; Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН УкраїниДосліджено вплив сірководню на захисні властивості цинкового покриття, отриманого з розплаву на сталі 20. Встановлена швидкість корозії сталі 20 та цинкового покриття у морській воді за наявності різного вмісту сірководню та розчину NACE швидкість корозії зростає з підвищенням вмісту сірководню від 15 мг/л і за насичення розчину ММВ для сталі 20 у ~1,5–4,0 рази, а для цинкового покриття з розплаву – в ~1,2–3,5 рази. Визначено граничні навантаження руйнування цинкового покриття на сталі 20 у модельній морській воді та у морській воді, насиченій сірководнем, які становлять 275 МПа. Встановлено, що опірність корозійному розтріскуванню сталі 20 з цинковим покриттям зростає на 20% у морській воді, насиченій сірководнем.Item Mathematical modeling and analysis of wood strength in the context of biaxial stress state(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Pobereyko, S.; Sokolovskyy, Ya.; National Forestry and Wood Technology University of UkraineA mathematical model of the anisotropic materials strength under biaxial stress state that was developed by earlier authors is specified considering the known dependence of the elasticity modulus of the manner of loading characteristics and limits asymmetry of strength in the areas of structural symmetry. Also there is a new method of developed model parameter identification that is based on passport specification related to wood characteristics of different species. The numerical experiments were conducted and on the analysis of the results basis the adequacy of the model is substantiated. З урахуванням відомих залежностей модулів пружності від способу навантаження та особливостей асиметрії меж міцності у напрямках структурної симетрії уточнено раніше розроблену авторами математичну модель міцності анізотропних матеріалів в умовах двовісного напруженого стану. Запропоновано новий спосіб ідентифікації параметрів розробленої моделі на основі паспортних фізико-механічних характеристик деревини різних порід. Проведено числові експерименти та на основі аналізу отриманих результатів обгрунтовано адекватність зазначеної моделі.Item Утворення залишкових напружень та їх залежність від технологічних параметрів процесу механічної обробки деталей(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Широков, В. В.; Грінер, І. М.; Сторощук, В. А.; Українська академія друкарстваРозглянуто технологічні можливості управління залишковими напруженням під час механічного оброблення за рахунок виправлення спотвореної структури обробленої поверхні деталей машин зміною вектора швидкості різання на чорнових і чистових операціях обробки.Item Сейсмодислокации на поверхности земли в результате сильных землетрясений на Западном Тянь-Шане(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Хамидов, Х. Л.Цель. Целью исследований является оценка параметров сейсмодислокаций на примере сильных землетрясений на Туранской платформе и в примыкающей к ней горной части Западного Тянь-Шаня, а также установление связи между магнитудами землетрясений и длинами разрывов для плейстосейстовых зон. Методика. Методика основывается на анализе современных и палеосейсмодислокаций, выявленных при макросейсмических обследованиях эпицентральных зон сильных тектонических землетрясений, с реализацией эмпирических оценок, а также выявлением основных и палеонапряжений. Результаты. Проанализирован характер изменений перемещений, влияющий на деформацию исследуемых зон в период “работы” сейсмических очагов, выявлен ряд особенностей деформирования поверхности Земли. Оказывается, что сильным землетрясениям в западном Тянь-Шане, в том числе в локальных сейсмо- генных зонах, соответствуют низкоамплитудные деформации на поверхности Земли, и возможные дви- жения оставляют след в виде дополнительных вертикальных или горизонтальных перемещений с опре- деленной предельной деформацией, и в виде сейсмодислокаций. Показано, что вертикальные переме- щения проявляются по всей зоне наблюдений в параметрах смещений, и с большей интенсивностью – в пунктах измерений, расположенных в плейстосейстовой зоне, в которой накапливаются дополнительные сейсмодислокации, что не противоречит общепризнанным основам процесса подготовки очагов землетрясений. Выявлено, что деформации на поверхности при осредненных значениях глубин очагов получились связанными с образованием сейсмодислокаций только для ближних эпицентральных зон и мало выраженными в скальных породах. Научная новизна. Установлено, что, изучая изменения и проведя численные определения для нескольких типов сейсмодислокаций, а также проведя анализ распределения деформаций на поверхности Земли, можно определить вероятную магнитуду M земле- трясения, от которого могли образоваться сейсмодислокации с наблюденной длиной L. Это дало возможность определить эмпирическую закономерную зависимость между магнитудой и длиной сейсмодислокации. Практическая значимость. Изучение сейсмодислокаций на поверхности земли после сильных тектонических землетрясений уточняют визуальные макросейсмические определения и существенно увеличивают устойчивость оценок при сейсмическом микрорайонировании территорий, особенно в зонах низкоскоростных четвертичных отложений. Мета. Метою досліджень є оцінка параметрів сейсмодіслокацій на прикладі сильних землетрусів на Туранській плиті і прилеглій до неї гірській частині Західного Тянь-Шаню, а також встановлення зв’язку між магнітудами і довжинами розривів у плейстосейстових зонах. Методика. Методика ґрунтується на аналізі сучасних і палеосейсмодислокацій, виявлених за макросейсмічних обстежень епіцентральних зон сильних тектонічних землетрусів, з реалізацією емпіричних оцінок, а також з виявленням основних і палеонапружень. Результати. Проаналізовано характер змін переміщень, який впливає на деформацію досліджуваних зон у період “роботи” сейсмічних вогнищ, виявлено низку особливостей деформування поверхні землі. Виявляється, що сильним землетрусам у Західному Тянь-Шані, зокрема у локальних сейсмогенних зонах відповідають низькоамплітудні деформації на поверхні землі, і можливі рухи залишають слід у вигляді додаткових вертикальних або горизонтальних переміщень з певною граничною деформацією і у вигляді сейсмодислокацій. Показано, що вертикальні переміщення проявляються по всій зоні спостережень у параметрах зміщень, і з більшою інтенсивністю – в пунктах вимірювань, розташованих у плейстосейстовій зоні, в якій накопичуються додаткові сейсмодислокації, що не суперечити загальновизнаним основам процесу підготовки вогнищ землетрусів. Виявлено, що деформації на поверхні за усереднених значень глибин вогнищ вийшли пов’язаними з утворенням сейсмодислокацій тільки для ближніх епіцентральних зон і є мало вираженими у скельних породах. Наукова новизна. Встановлено, що, вивчаючи зміни і провівши числові визначення для декількох типів сейсмодислокацій, а також провівши аналізу розподілу деформацій поверхні землі, можна визначити ймовірну магнітуду М землетрусу, від якого могли утворитися сейсмодислокації із спостережуваною довжиною L. Це дало можливість визначити емпіричну закономірну залежність між магнітудою і довжиною сейсмодислокації. Практична значущість. Вивчення сейсмодислокацій на поверхні землі після сильних тектонічних землетрусів уточнюють візуальні макросейсмічні визначення і істотно збільшують стійкість оцінок за сейсмічного мікрорайонування територій, особливо у зонах низько- швидкісних четвертинних відкладень. Purpose. The aim of the research is to estimate parameters for seismic dislocations, for example of strong earthquakes in the Turan platform and adjacent mountainous part of Western Tien-Shan, as well as identifying the relationship between the magnitudes and lengths of breaks for pleistoseist zones. Methodology. The technique is based on the analysis of modern and paleoseismic dislocations which are identified in the macroseismic survey the epicentral zones of strong tectonic earthquakes, with the implementation of the empirical evaluations, as well as identifying the main and paleostresses. Results. The nature of the changes of the movements was analyzed which influencing the deformation of the studied areas in the period of “operation” of the seismic sources and a number of features of deformation of the Earth's surface was revealed. It turns out that strong earthquakes in the Western Tien Shan, including the local seismogenic zones correspond to the low amplitude of deformation on the Earth's surface and the possible movements leave a trace in the form of additional vertical or horizontal displacements with certain limiting deformation and seismodislocations. It is shown that the vertical movement manifest throughout the field of observation in the parameters of displacement and with greater intensity at the points of measurement which located in pleistoseist area, where more seismodislocations was accumulates, that do not contradict the established foundations of earthquakes preparation process. It is revealed that the deformation on the surface at the averaged values of the depths of the foci turned out associated with seismodislocations formations only for short epicentral zones and are little pronounced in the hard rocks. Originality. It is established that studying the changes and conducting numerical definitions for several types of seismodislocations and also conducting the analysis of distribution of deformations of the Earth's surface we can determine the likely magnitude M of the earthquake, on which could be formed the seismodislocations with the observed length L. This gave the opportunity to define a logical empirical relationship between magnitude and length of seismodislocations. Practical significance. The study of seismodislocations on the earth's surface after strong tectonic earthquakes precise the macroseismic visual definition and significantly increase the stability of evaluations under seismic microzoning, especially in areas of low-velocity Quaternary sediments.Item Математична модель міцності анізотропних матеріалів в умовах двовісного напруженого стану(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Поберейко, С.; Соколовський, Я.На основі механіки суцільних середовищ та аналітичної геометрії синтезовано математичну модель для визначення граничного напруженого стану композитних матеріалів з двовісним напруженим станом у площинах структурної симетрії, яка на відміну від механічних теорій міцності задовільно описує граничні напружені стани ортотропних матеріалів із слабкою та сильною асиметрією меж міцності у напрямках анізотропії. In terms of continuum mechanics and analytic geometry is athematical model synthesized to determine the strength of the wood with biaxial strained conditions in structural symmetry planes. Unlike mechanical strength theories it satisfactorily describes the tense boundary conditions of orthotropic materials with weak and strong asymmetry of strength limits in the directions of anisotropy.Item Уточнений розрахунок на міцність захисних оболонок термоперетворювачів за умов експлуатації(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гук, Олександр; Дробенко, БогданЗапропоновано наближений метод порядкових статистик для опрацювання випадкових спостережень за апріорі невідомого розподілу ймовірності генеральної сукупності. Використання наближеного методу не потребує складних розрахунків інтегралів і коваріаційна матриця визначається за допомогою простих арифметичних операції. Подано результати наближеного методу і продемонстровано його ефективність. Разработана численная методика исследования процессов деформирования защитных оболочек термопреобразователей в условиях сложного силового и температурного нагружения на основе трехмерных соотношений термомеханики. Выполнены исследования защитных оболочек различных типоразмеров на статическую и циклическую прочность в условиях их гидравлических испытаний эксплуатации и установлены коэффициенты их запаса. Accurate evaluation of possible safe operation of thermowells essentially depends on the accuracy of the maximum stresses in them during operation. These stresses are generally determined from simple engineering formulas for bulk of canonical shape, mostly cylindrical shells or beams for the relevant boundary conditions. Thus the general solution is obtained step by step. First the tangential stresses are obtained from relations for cylinder subjected to external pressure. Next, axial stress is estimated and the stability of the thermowell is researched from the equations for cylindrical rod. The additional bending stresses that occur during flow of working environment (fluid or steam) around the thermowell, determined on the basis of simple ratios of strength ofmaterials, considering cylindrical beam set perpendicular to the direction of the flow; the beam is clamped at one end and is free at the other one. Then the resulting maximum stress, obtained as a sum of these categories of stresses, is compared with the stress, admissible for material. The possible error of this approach is compensated by introducing a safety factor. However, in general, the thermowells are the spatial solids with complex geometric shapes, and their stress-strength state is spatially non-uniform during operation. So determination of stresses in them using simple engineering formulas, obtained for simplest elements of mechanical systems, can lead to significant errors. This article deals with the problem of estimation of resource and operational reliability of thermowells. In the proposed approach the thermowells are considered as a three-dimensional solids, and the computer simulation of deformation processes in thermowells under operational conditions is executed on the basis of refined spatial three-dimensional models of stress calculation in solids under complex force and temperature loading. Numerical analysis of thermowell stress-strength state is performed using the finite element method. It allows to describe adequately complex geometric shape and three dimensional stress-strength state of thermowell during its operation, and to identify the most loaded areas of thermowell. This approach also allows us to estimate the limits of applicability of simple engeneer formulas, which are used as a rule in the practice of thermowells strength estimation. The strength calculations of the thermowells of different sizes made from a steel 08H18N10T and types during hydraulic test (at pressure 36 MPa) and operation conditions (at pressure 25 MPa, temperature 365 °C, for different velocities of water and water vapor – from 0 to 120 m/s) are fulfilled, and their safety factors are determined on the basis of the proposed approach. In particular, the safety factor for the most loaded thermowell is about 1,4 (compared maximum of stress intensity in the thermowell with a yield stress of the steel at operating temperature) and 3 (in comparison with the tensile strength). Whereas, steel 08H18N10T can significantly strengthen during the plastic deformation, the actual safety factors are larger than calculated ones. The research of convergence obtained numerical solutions is fulfilled. The results of comparative analysis of the solutions based on the proposed approach and standardized methods using simple engineering relationships are shown. In particular, the maximal stress intensities inmost loaded thermowell during operational conditions obtained from these two approaches differ in 1.5 times. So the use of simple engineering formulas in this case leads to higher values ofmaximal stresses. The analysis of a cyclic fatigue calculation shows that the possibility of destruction of thermowells caused by low cycle fatigue during operation is unlikely (we get over 33,000 acceptable cycles “initial state – operational mode – initial state” or “loading – unloading” for the most loaded thermowell during operation). The proposed approach can be used for determining the geometry of thermowell at the fixed conditions of operation and for determining the parameters of operation modes (for example, the pressure or velocity of working environment, etc.) for specific parameters of thermowell fixed geometry.