Journal of Engineering Sciences / Журнал інженерних наук
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34326
Browse
178 results
Search Results
Item Design Optimization and Simulation Analysis of Formula SAE Frame Using Chromoly Steel(Sumy State University, 2019) Kumar, M.D.; Teja, P.S.; Krishna, R.; Sreenivasan, M.Відповідно до правил та правил змагань "Racing Formula Car Racing", що проводиться щорічно товариством інженерів-автомобілістів (Індія), рама автомобіля повинна бути розроблена та побудована з найвищим пріоритетом. Основним завданням є розробка та виготовлення легкої зваженої рами шасі автомобіля без втрати її надійності. У цій статті розглядаються різні методи вибору матеріалів та проведено процедуру оптимізаційного розрахунку конструкції рами на основі скінченноелементного аналізу за допомогою програмного комплексу ANSYS. Базова конструкція обгрунтована даними антропологічного дослідження зазначеної людини (водія) автомобіля. Відповідно до існуючих рекомендацій щодо вибору матеріалу, хромомолібденова стать 30ХМА була застосована для побудови рамної конструкції. У результаті, для остаточної конструкції рами транспортного засобу було виконано аналіз напружено-деформованого стану за допомогою програмного комплексу ANSYS, а отримані результати проаналізовані. Процедура оптимізаційного розрахунку конструкції рами грунтується на загальних правилах SAE 2019.Item Ensuring the Vibration Reliability of Rotors Connected by Spline Joints(Sumy State University, 2019) Verbovyi, A.; Neamtu, C.; Sieryk, M.; Вашист, Богдан Вікторович; Вашист, Богдан Викторович; Vashyst, Bohdan Viktorovych; Pavlenko, V.; Симоновський, Віталій Іович; Симоновский, Виталий Иович; Symonovskyi, Vitalii Iovych; Павленко, Іван Володимирович; Павленко, Иван Владимирович; Pavlenko, Ivan VolodymyrovychСтаття присвячена розробленню уточнених математичних моделей динаміки роторних систем енергоємних турбомашин, що мають шліцьове з’єднання, та числових методів дослідження їх вільних і вимушених коливань. Запропоновані моделі враховують залежності критичних частот валопровода від кутової жорсткості шліцьового з’єднання, а також реалізують процедуру його віртуального балансування. У результаті комплексного застосування такого підходу запропоновано методи розрахунку вібраційних характеристик турбомашин з урахуванням можливої зміни кутової жорсткості шліцьового з’єднання. Крім цього, було вдосконалено методику оцінювання системи початкових дисбалансів за даними зміщень осі ротора у площинах колекції та розрахункових площинах. Запропоновані підходи, засновані на комплексному застосуванні програмного забезпечення на основі методу скінченних елементів та обчислювальних інтелектуальних систем, дозволяють проводити модальний і гармонічний аналіз та реалізовувати віртуальне балансування зі значним зменшенням підготовчого і машинного часу без втрати відносної точності. Крім того, розроблені математичні моделі вільних і вимушених коливань роторних систем були реалізовані у вигляді програмних кодів робочих файлів "Critical Frequencies of the Rotor" та "Forced Oscillations of the Rotor" системи комп’ютерної алгебри MathCAD, що дозволяє удосконалити процедуру динамічного балансування для оцінкювання системи початкових дисбалансів. Висока точність запропонованого підходу підтверджується перевіркою динамічних відхилень осі ротора у результаті дії системи залишкових дисбалансів відповідно до міжнародних стандартів вібраційної надійності.Item Numerical Experiment for the Calculation of Normal Contact Stress in the Deformation Center when Rolling a Metal Strip(Sumy State University, 2019) Yavtushenko, A.V.; Protsenko, V.M.; Bondarenko, Y.V.; Kirichenko, A.G.; Ping, F.Y.У статті розглянуто можливості застосування програмного комплексу "MathCAD Prime 5" для розрахунку нормальних контактних напружень в осередку деформації при холодному прокатуванні штаб. Розроблено алгоритм, блок-схему і комп’ютерну програму розрахунку нормальних контактних напружень під час прокатування штаб на реверсивному стані 1680 ПАТ "Металургійний комбінат "Запоріжсталь". Побудовано епюри і виконано порівняльний аналіз формул, що використовують для розрахунків нормальних контактних напружень в осередку деформації. Розрахункові дані, отримані за допомогою програмного комплексу "Mathcad Prime 5", співпадають з літературними даними, що визначає практичну значимість отриманих результатів для науково-дослідної та проектно-конструкторської робіт. Грунтуючись на аналізі епюр контактних напружень, можна зробити висновок, що найточніший розрахунок загального тиску металу на валки під час холодного прокатування реалізується у випадку, коли формули, які визначають математичну модель, ураховують змінювання вимушеної межі текучості в осередку деформації за прямолінійним або параболічним законами. При цьому прямолінійний закон змінювання вимушеної межі текучості може бути використаний лише для випадку порівняно невеликих обтиснень. У інших випадках необхідно використовувати формули, що враховують змінювання вимушеної межі текучості за параболічним законом.Item Computer Engineering and Design of Cast Parts for Internal Combustion Engine Crankcase(Sumy State University, 2019) Akimov, O.V.; Marchenko, A.P.; Alyokhin, V.I.; Soloshenko, V.; Shinsky, O.Y.; Klymenko, S.I.; Kostyk, K.O.Відповідно до критерію функціональної і параметричної надійності при конструкторськотехнологічному проектуванні корпусних деталей були поставлені та вирішені наступні задачі: ідентифікація браку литих деталей двигунів внутрішнього згорання; виявлення "вузьких" місць у конструкції деталі з технологічної точки зору; моделювання напружено-деформованого стану литих деталей; моделювання процесів кристалізації; виявлення факторів формування залишкових напружень на етапі виготовлення литих деталей. У цій статті розглядається вирішення вищезазначених питань з метою забезпечення якості першого об’єкта дослідження – чавунної литої деталі блоку циліндрів рядного чотирициліндрового бензинового двигуна об’ємом 1,4 дм3 для автомобілів DAEWOO SENS. Для вирішення поставленої проблеми, пов’язаної з кристалізацією металу, були проведені дослідження процесів затвердіння литих деталей блоку циліндра. Була обрана система автоматизованого моделювання ливарних процесів LVMFlow. Рівняння моделі розв’язувались методом скінченних різниць (FDM) на регулярній прямокутній різницевій сітці. Отримані у даній роботі результати підтверджуються висновками про можливість зниження металоємності виливки і зміни технічних умов її виготовлення. За результатами проведених досліджень були розроблені рекомендації, спрямовані на стабілізацію характеристик сплаву, зниження металоємності ливарної форми та зміни технічних умов щодо дефектності даного виду виливок. Були надані рекомендації щодо зміни конфігурації перегородки з метою зниження металоємності виливки та рекомендації щодо зміни технічних умов на дефекти виливки, що проявляються на стінках і перетинах ливарного блок-картера 4ЧН12/14. Було встановлено, що для ливарних дефектів типу несуцільності визначається максимальний розмір і перевизначаються контрольовані місця.Item Simulation and Optimization Studies on the Ring Rolling Process Using Steel and Aluminum Alloys(Sumy State University, 2019) Teja, P.S.; Kumar, M.D.; Krishna, R.; Sreenivasan, M.Поточні дослідження проводилися за допомогою програмного комплексу ANSYS для оптимізації параметрів процесу прокатування кілець. Для оптимізації процесу прокатування були оцінені такі параметри, як швидкість, осьова подача ролика і параметри приводних роликів. Як підхід до оптимізації процесу було оцінено оптимальні значення параметрів та взаємозв’язки між ними. Параметри напруженодеформованого стану оцінювались для різних швидкостей і сил, а також визначались відповідні значення критичних параметрів. Для проведення дослідження було обрано конструкційні сталі та алюмінієві сплави, оскільки саме вони використовуються для виготовлення функціональних елементів і деталей коліс. Дослідження проводилось шляхом зміни кутової швидкості направляючого ролика у діапазоні від 40 до 45 рад/с і зміни кутової швидкості деталі у діапазоні від 200 до 250 рад/с. Крім цього, втомна міцність робочих частин пристрою визначалася на основі аналізу кількості циклів навантаження до відмови. Також було проаналізовано напруження і пластичні деформації.Item Airplane Waste Disposal System Tank Designing Using Numerical Simulation and Experimental Bench Results(Sumy State University, 2019) Medvediev, S.V.; Lantin, D.H.Сучасний пасажирський літак неможливо розглядати без вимог щодо забезпечення безпеки і комфорту перебування пасажирів на борту. Однією із систем, що забезпечує необхідні комфортні умови в літаку, є система видалення відходів. На сьогоднішній день перспективним типом систем видалення відходів є система вакуумного принципу дії. Система видалення відходів цього типу є сукупністю складних багатофункціональних підсистем збору відходів, зберігання відходів, вакуумування, зливання і промивання та управління системою. Розроблення таких систем, що складаються з пристроїв, що працюють на різних фізичних принципах функціонування, є комплексною наукоємною проблемою, пов’язаною з проведенням різнопланових прикладних досліджень у області проектування, розроблення і цільового застосування систем даного типу. Одним із основних елементів системи є бак зберігання відходів. Важливим етапом при проектуванні бака є визначення його масогабаритних характеристик на ранніх етапах розроблення. На ці характеристики чинись вагомий вплив процес наповнення бака, який є визначальним і для розміщення функціонального обладнання у ньому. У зв’язку з вищезазначеним, метою цієї статті є дослідження процесу наповнення бака за допомогою методів чисельного моделювання.Item Dynamic Modulus and Field Performance of Cold-in-Place Recycled Asphalt Pavement(Sumy State University, 2019) Islam, M.R.; Kalevela, S.A.; Rivera, J.A.; Rashid, T.B.У цьому дослідженні вивчається динамічний модуль асфальтового матеріалу та продуктивність його перероблення за допомогою даних про експлуатацію та лабораторних випробувань. Кафедра транспорту Колорадо має 37 проектів з використання даного матеріалу площею більше 8 км 2. Для відстеження результатів і збирання дослідних матеріалів для лабораторних досліджень було відібрано зразки з десяти проектів. Тестування динамічного модуля для даного матеріалу відбувалось у лабораторії кафедри транспорту Державного університету Колорадо. Результати свідчать про те, що досліджувані показники якості є переважно нижчими за порогові значення впродовж періоду експлуатації. Зокрема, міжнародний показник шорсткості та поперечне розтріскування ніколи не перевищували порогові значення впродовж усього періоду дослідження. Лише два асфальтні покриття перевищили порогові показники для втомних тріщин після 8–10 років експлуатації. Грунтуючись на технічних міркуваннях, виміряні показники аналогічні до показників для звичайних тротуарів. Результати лабораторних досліджень показали, що матеріал має приблизно на 50 % менший динамічний модуль порівняно з традиційною асфальтовою сумішшю.Item The Role of Smart Sensors in Production Processes and the Implementation of Industry 4.0(Sumy State University, 2019) Karabegovic, I.; Karabegovic, E.; Mahmic, M.; Husak, E.У світі глобальної конкуренції клієнти висувають все більші вимоги, яким повинні відповідати промислові підприємства, щоб залишатися активними на світовому ринку. З цієї причини необхідно використовувати нові технології у виробничих процесах, впроваджуючи Індустрію 4.0. Іншими словами, потрібно створювати мережі компаній за допомогою цифрової трансформації, що дозволить виробничим процесам відкривати нові способи підвищення продуктивності та покращувати загальну ефективність виробничого процесу. Компаніям потрібно долучатися до запуску цифрових систем від постачальника до замовника. Це шлях, який сприятиме підвищенню продуктивності виробництва і рентабельності підприємства та якості готової продукції, а також впровадженню гнучкої промислової автоматизації виробничих процесів. Вищезазначені технології та Інтернету речей пов’язують фізичний і віртуальний світи з метою кращого збору та аналізу даних, перетворюючи їх на інформацію, яка доходить до осіб, які приймають рішення. Для цього необхідно впроваджувати розумні датчики, які надають інформацію у режимі реального часу. Впровадження Індустрії 4.0 у виробничі процеси, що реалізуються із застосуванням розумних датчиків, забезпечує зменшення часу на розроблення продукту, зменшення загальних витрат, удосконалення використання виробничих процесів і їх оптимізації, а також реалізує якісне управління ризиками виробничої компанії. У статті викладені шляхи впровадження інтелектуальних датчиків і їх практичного застосування у виробничих процесах.Item Application of Reinforcing Thermocycling Treatment for Materials of Stamps Hot Deformation(Sumy State University, 2019) Берладір, Христина Володимирівна; Берладир, Кристина Владимировна; Berladir, Khrystyna Volodymyrivna; Говорун, Тетяна Павлівна; Говорун, Татьяна Павловна; Hovorun, Tetiana Pavlivna; Bondarenko, M.; Vorobiov, S.Стаття присвячена пошуку технологічних методів підвищення стійкості штампового інструмента для гарячого деформування. У результаті дослідження були розроблені нові, нестандартні сполучення схем циклування і параметрів термоциклічного оброблення (ТЦО) у межах режиму. Це дозволило створити в металі керовані структурні стани за рахунок подрібнення зерна, створення підвищеної щільності дефектів і прискорення дифузійних процесів з метою ефективного управління структурою, підвищення механічних, експлуатаційних властивостей та запобігання руйнуванню робочих поверхонь інструмента. Розроблено і випробувано нові режими ТЦО, які позитивно впливають на механічні характеристики сталі 5ХНМ. Проведене термічне оброблення відповідно до експериментальних режимів, що складалось із попереднього термоциклічного оброблення з послідуючими гартуванням і відпуском, дозволяє отримати більш однорідну структуру металу із збереженням дрібного зерна і заданої твердості. Розмір зерна структури сталі 5ХНМ після використання термоциклічного оброблення зменшується з 5–6 до 7–8 балів, а після остаточного термічного оброблення – до 9–10 балів.Item Advancement of Fault Diagnosis and Detection Process in Industrial Machine Environment(Sumy State University, 2019) Altaf, S.; Mehmood, M.S.; Soomro, M.W.Діагностика несправностей машин є дуже важливою прблемою у промислових системах і заслуговує на подальший розгляд з огляду на зростаючі вимоги до складності та підвищення експлуатаційних характеристик сучасних машин. У даний час виробничі компанії та дослідники роблять значні спроби впровадити ефективні засоби діагностики несправностей. Оброблення сигналів є ключовим кроком у моніторингу стану машини в складних промислових електричних роторних машинах. За останні роки було розроблено ряд методів оброблення сигналів, які традиційно застосовуються у різних роторних машинах. Зокрема, індукційні двигуни є широко уживаними в різних галузях промисловості завдяки їх невеликим розмірам, низькі собівартості та роботі з існуючим джерелом живлення. Несправності індукційної машини можуть стати причиною значних промислових і фінансових втрат на підприємстві. Порівнянюючи різні несправності, можна зробити висновок, що діагностування дефектів валу має важливе значення через складність наслідків цього дефекту, що призводить до серйозної несправності двигуна. При цьому виявлення цієї несправності є надскладною проблемою технічної діагностики несправностей машини. Тому метою цієї роботи є узагальнення методів технічного діагностування несправностей машин для виявлення дефектів валу.