Запропоновано структуру експертної системи вибору раціональних проектних рішень просторових конструкцій та засоби формування інформаційно-логічної моделі об'єкта. Розроблено математичну модель системи автоматизації проектувальних робіт стосовно генерації проектних рішень, яка визначає особливості об'єкта проектування, вибір стратегії та обмежень, необхідних для знаходження рішень. Реалізовано важко формалізовані процедурні знання експертної системи щодо розробки прийнятних варіантів проектних рішень з застосуванням засобів штучного інтелекту. Створено концепцію автоматизованого проектування просторових конструкцій на базі цифрової моделі об'єкта - "віртуальний об'єкт".

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена проблемі фізичного матеріалознавства по формуванню просторово періодичних структур (>10 нм), дослідженню фізичних властивостей тонких плівок аморфного вуглецю, міді на діелектричній підкладці та вивченню поверхневих плазмонних ефектів за допомогою методів термостимульованої деполяризації, скануючої тунельної мікроскопії, спектроскопії поглинання, комбінаційного розсіювання, поляризаційної-модуляційної спектроскопії, мікроскопії на просвіт ПЕМ та оптичної мікроскопії. У роботі запропоновано новий підхід до формування електретних темплатів в електрофотографічному процесі та сформований такий темплат площею 1 см2 з періодом 2 мкм. Розроблено методику та технологію виготовлення двовимірних періодичних метал-діелектричних структур темплатним методом за допомогою світлового поля з періодом 0,8÷6 мкм і висотою рельєфу 3,5÷650 нм. Вона дозволяє отримати істотне збільшення сигналу в дослідженнях аналітів за допомогою спектрів поглинання і комбінаційного розсіювання. Це розглядається як один з найбільш перспективних напрямків застосування технології темплатів. Показано, що можна ідентифікувати оптичні резонанси тонких мідних плівок, використовуючи випромінювання скляних підкладок. Резонанси плівок ідентифікуються шляхом зіставлення спектрів поглинання і КР при різних довжинах хвиль збуджуючого світла. Серед зразків з близьким рівнем поглинання, зразок з максимальною амплітудою сигналу КР характеризується максимальним значенням оптичних резонансів. Показана можливість керування спектром КР плівок за допомогою світла. Створена технологія отримання наноматеріалів з фотоіндукованої структурою на основі тонких плівок аморфного вуглецю з мідним подшаром на скляній підкладці. Досліджені склад, структура та морфологія тонких плівок (а-С) на скляній підкладці і на мідному подшарі з використанням методів комбінаційної й абсорбційної спектроскопії. На основі аналізу отриманих спектрів для композиту (a-C:Cu) встановлено, що дана плівка характеризується аморфноподібною матрицею, структура якої визначається тонким шаром міді. Показана теплова зміна кольору, розміру і форми експозиційної плями в (a-C:Cu) у результаті дії світла. Зазначений ефект можна пояснити проявом у плівках композиту (a-C:Cu) електронно-фононних взаємодій. Ключові слова: зародкоутворення, фазоутворення, термічне напилення, нанокомпозит, нанокластери, електретний темплат, тонка плівка, аморфний вуглець, електрофотографічний метод, комбінаційне розсіювання, плазмонний резонанс.^UThis dissertation is devoted to the study of such a problem of materials science as the formation and physical properties of spatially periodic structures (>10 nm) in thin films of amorphous carbon and copper on a dielectric substrate, as well as to the study of surface plasmon effects using the methods of thermally stimulated depolarization, scanning tunneling microscopy, absorption spectroscopy, and Raman spectroscopy. A new approach to the formation of electret templates upon the electrophotographic process is proposed, and an electret template with an area of 1 cm2 and a period of 2 μm was formed. A method and a technology for manufacturing two-dimensional periodic metal-dielectric structures by the template method using a light field with a period of 0.8-6 μm and a relief height of 3.5-650 nm were developed. It allows to obtain a significant increase in signal in the studies of analytes using absorption and Raman spectra. This is considered as one of the most promising areas of application of the template technology. It is shown that the optical resonances of thin copper films can be identified by radiation from glass substrates. The resonances of the films were identified by comparing the absorption and Raman spectra at different wavelengths of the exciting light. Among the samples with close absorption levels, the sample with the largest amplitude of the Raman signals had the maximum value of optical resonances. The possibility of controlling the Raman spectrum of the films using light was shown. A technology for the production of nanomaterials with a photo-induced structure based on thin films of amorphous carbon with a copper sublayer on a glass substrate was developed. The composition, structure, and morphology of a-C thin films on a glass substrate and on a copper sublayer were studied using Raman spectroscopy and absorption spectroscopy. Basing on the analysis of the obtained spectra for the composite (a-C:Cu), it was found that this film had an amorphous-like matrix, the structure of which was determined by a thin layer of copper. Non-thermal changes in the color, size, and shape of the exposure spot in the (a-C:Cu) composite under impact of light were detected. This effect can be explained by the electron-phonon interactions in the films of the (a-C:Cu) composite.It is shown that the adatoms of gold nuclei make up a significant fraction of the total number of atoms. It is determined that after the condensation from the vapor the gold nanoclusters are in liquid state, and their movement along the AMS surface and the formation of aggregates of nanoclusters (aggregation) occur. This process occurs under the action of the electrostatic field of ions localized in the dielectric polymer matrix. The influence of the electric field on the nucleation during deposition of gold on AMS is shown. This occurs both at the stage of growth of nuclei due to the transfer of atoms on the surface and in the solid phase of AMS, and as a result of the transport of components in the gas phase in the electric field of the template. As a result, there is a selective nucleation and growth of gold nanoparticles on the AMS surface with a size exceeding 10 nm. A platform for sensorics based on thin layers of amorphous carbon on copper is developed with the implementation of double amplification as a result of the effect of charge transfer and the local field increase. Thin films of amorphous carbon with copper sublayer on a glass substrate, which have plasmon-resonant effects, are fabricated. The composition, structure and morphology of these films are studied using the methods of Raman and adsorption spectroscopy in the visible range. It is found out that the obtained spectra characterize the structure of the film as amorphous one. The developed adaptive software-hardware complex based on the amorphous molecular semiconductors also allows real-time recording of optical holograms. Computer methods for processing digital speckle interferometry and holographic interferometry data with the construction of phase portraits of products were developed. Investigations of the samples with heat-resistant coatings were carried out. This allowed to develop a method of non-destructive quality control of coatings using the dispersion of phase portrait. Key words: nucleation, phase formation, thermal sputtering, nanocomposite, nanoclusters, electret templates, amorphous carbon, thin film, electrophotographic method, Raman scattering, plasmon resonance.

Об′єкт досліджень – процес зміни напружено-деформованого стану конструкцій багатоповерхових будівель на безграничній ґрунтовій основі, що знаходяться під дією динамічних впливів; мета – створення методики моделювання та чисельних розрахунків системи «наземна частина-фундамент-ґрунт» на динамічні впливи, із врахуванням безграничності основи та дисипативних властивостей ґрунту; методи – дисертація базується на чисельному методі скінченних елементів, у роботі використані математичні методи визначення порівняльних характеристик для опрацювання результатів натурних обстежень та чисельного моделювання, визначення збіжності натурних обстежень і чисельних результатів. Також використовується чисельне моделювання роботи конструкції за допомогою методу скінченних елементів у програмному комплексі «ЛІРА-САПР»; результати – вперше запропонована нова чисельна процедура формування матриць жорсткості, демпфування, матриці мас, вектору відгуку прискорень і реалізована у методі скінченних елементів, яка враховує безперервне проходження хвилі у нескінченну область ґрунтового масиву при динамічних впливах; побудовано нова методика розв'язання задач прямим динамічним методом системи «наземна частина-фундамент-ґрунт» з урахуванням фізичної нелінійності, який враховує безперервне проходження хвилі у нескінченну область; вдосконалено метод визначення напружено-деформованого стану конструкцій при окремих та сумісних впливах статичних та динамічних навантажень з чисельною реалізацією методом скінченних елементів; вдосконалено спосіб розрахунку для моделювання динамічних впливів на багатоповерхову будівлю у розрахунках прямим динамічним методом; отримав подальший розвиток метод розрахунку з урахуванням скінченних елементів методу scaled boundary finite element method; впроваджено – в навчальний процес в Національному авіаційному університеті, у ТОВ «ЛІРА-САПР» при розробці та реалізації методики розрахунку систем «наземна частина-фундамент-ґрунт» на динамічні впливи, у державному підприємстві «Науково-дослідний інститут будівельного виробництва» при виконані робіт з науково-технічного супроводу.^UThe object of research - the process of changing the stress-strain state of structures of multi-storey buildings on a boundless soils under the dynamic influences; aim - to create of a technique of modeling and numerical calculations of system "ground part-foundation-soil" on dynamic influences, taking into account infinity and dissipative properties of soil; methods - the dissertation is based on the numerical method of finite elements, the paper uses mathematical methods for determining comparative characteristics for processing the results of field surveys and numerical modeling, determining the convergence of field surveys and numerical results. Numerical modeling of the structure using the finite element method in the software package "LIRA-SAPR" is also used; results - for the first time a new numerical procedure for forming stiffness matrices, damping, mass matrices, acceleration response vector and implemented in the finite element method, which takes into account the continuous passage of a wave into an infinite region of the soil massif under dynamic influences; a new method of solving problems by the direct dynamic method of the system "ground part-foundation-soil" taking into account the physical nonlinearity, which takes into account the continuous passage of the wave into an infinite region; the method of determining the stress-strain state of structures under separate and compatible influences of static and dynamic loads with numerical realization by the finite element method is improved; the method of calculation for modeling of dynamic influences on a multi-storey building in calculations by a direct dynamic method is improved; the calculation method taking into account the finite elements of the scaled boundary finite element method was further developed; implemented - in the educational process at the National Aviation University, in LLC "LIRA-SAPR" in the development and implementation of methods for calculating systems "ground part-foundation-soil" on dynamic impacts, in the state enterprise "Research Institute of Building Production" during the works on scientific and technical support.