Дисертація містить результати експериментальних досліджень взаємозв'язку між рухом дислокацій, що двійникують, і акустичною емісією, яка генерується цим рухом. Установлено сили, які діють на нерухому дислокацію, що двійникує, у кальциті при низьких температурах та механізм гальмування дислокацій у цих умовах. Визначені параметри феноменологічної динамічної теорії двійникування. Виявлено аномалію залежності від температури константи демпфірування дислокацій, що двійникують. Реалізовано методику синхронної реєстрації руху дислокацій, що двійникують, яка складається з швидкісної кінозйомки та реєстрації сигналів акустичної емісії. Виділено перехідне випромінювання звуку дислокаціями, що двійникують та визначено зону формування цього випромінювання. Отримано кутовий та просторовий розподіли випромінювання звуку, який супроводжує анігіляцію дислокацій, що двійникують. Встановлена залежність знака сигналу акустичної емісії від напрямку вектора Бюргерса дислокації.

  Скачати повний текст

Уточнено аналітичні залежності для демпфірувальних, циркуляційних та інерційних сил у циліндричних і конічних шпаринах з перекосом осей, які, на відміну від відомих, враховують втрати напору на вході та відновлення швидкісного напору на виході зі шпарини та дають змогу визначити параметри для різних значень вхідної крутки на вході в ущільнення, що дозволяє аналітично визначити параметри гідродинамічних характеристик шпаринних ущільнень відцентрових насосів і підвищує точність математичних моделей робочого процесу. Доведено можливість роботи відцентрового насоса за умови збігання частоти обертання з власною частотою коливань, що дозволило розширити сферу використання насоса та підвищити його технічний рівень. На підставі аналізу робочого процесу в шпаринних ущільненнях запропоновано його нову розрахункову схему, що дозволило визначити вплив конструктивних параметрів ущільнень на динамічні характеристики насоса. Одержано аналітичні залежності поправного коефіцієнта, який враховує відношення довжини шпаринного ущільнення до його зазору; уточнено залежності поправного коефіцієнта Блека, який враховує відношення довжини шпаринного ущільнення до його діаметра. Встановлено вплив сил демпфірування на динамічні параметри ротора відцентрового насоса.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробленню методики розрахунку та вдосконаленню геометрії багатошпаринних ущільнень відцентрових насосів. Наукове обґрунтування та опрацювання методики визначення статичних і динамічних силових характеристик та уточнений розрахунок величини витоків в багатошпаринних ущільненнях дають змогу покращити вже існуючі конструкції та підвищити енергоефективність при забезпеченні допустимо низького рівню вібрацій роторів відцентрових насосів. На основі аналізу літературних джерел встановлено можливість підвищення загального коефіцієнту корисної дії (К.К.Д.) відцентрових насосів за рахунок зменшення об'ємних втрат на передніх та міжступеневих шпаринних ущільненнях при великих значеннях перепадів тиску та швидкостях обертання роторів. Це можливо за рахунок використання багатошпаринних ущільнень. Конструкції таких ущільнень створюється послідовно розміщеними дроселями, з'єднаними між собою камерами, коефіцієнт гідравлічних втрат яких приблизно дорівнює сумі коефіцієнтів втрат всіх дроселів. Відповідно зменшується витоки через ущільнення. З літератури стає зрозумілим, що в таких ущільненнях, як і у звичайних одношпаринних, не тільки обмежуються втрати, а й внаслідок високих значень перепадів тиску виникають радіальні сили, які впливають на динамічні характеристики роторів відцентрових насосів, тобто вони виконують функції гідродинамічних опор і можуть, як стабілізувати ротор, так і викликати втрату його динамічної стійкості. Для визначення розподілу тиску в короткому кільцевому каналі з відповідними граничними умовами прийнято рівняння течії в'язкої нестисливої рідини (рівняння Рейнольдса). Отримані аналітичні залежності для розрахунку радіальних сил, що виникають в кільцевих дроселях двохшпаринних і трьохшпаринних ущільнень, зумовлені радіальним зміщення вала та перекосом осей ротора та статора. Проведена оцінка впливу конусності щілин на силові коефіцієнти багатошпаринного ущільнення. Розглядаються сили, зумовлені осьовим перепадом тиску і потоком витіснення: дисипативна сила і циркуляційна сила , які можуть привести до втрати стійкості, яка супроводжується автоколиваннями ротора з великою амплітудою. Інерційні сили (гіроскопічна і сила інерції), зважаючи на їх відносно малі значення, не враховуються. Отримані аналітичні залежності для визначення амплітуди та фази вимушених радіальних коливань вала, а також визначення умови його стійкості. Також розглянуті вільні коливання ротора в багатошпаринному ущільненні та отримані частоти власних коливань системи ротор-ущільнення з врахуванням демпфірування в залежності від частоти обертання при різних значеннях ущільнювального тиску. Виконано порівняння величин динамічних коефіцієнтів та витоків двох- та трьохшпаринних ущільнень з одношпаринним ущільненням при умові використання достатньо великих камер, яке демонструє суттєві переваги багатошпаринних ущільнень. Так, наприклад, трьохшпаринне ущільнення з однаковим радіальним зазором всіх шпарин ущільнення має у середньому на 48,5 % більші динамічні коефіцієнти, та на 41,2 % менші витоки, а подібне двохшпаринне ущільнення має на 15 % більшу пряму жорсткість та на 9,1 % більше пряме демпфірування та на 20,6 % менші витоки. Для проведення експериментальних досліджень на базі проблемної лабораторії гермомеханіки та вібродіагностики кафедри комп'ютерної механіки імені Володимира Марцинковського виконана модернізація існуючої експериментальної установки для досліджень одношпаринних ущільнень. Установка забезпечує подачу ущільнювального тиску від 0 до 1 МПа, при умові достатнього гасіння його пульсацій, при величині витоків до 1,2 л/с та частоті обертання вала - 8000 об/хв. Виконувались експериментальні дослідження трьохшпариного ущільнення двох варіантів конструкцій: з однаковими радіальними зазорами на кожній шпарині і з вдвічі збільшеним радіальним зазором на другій шпарині при двох осьових розмірах з'єднувальних камер – 1 та 3 мм. Для визначення впливу радіальної та тангенціальної сил, окремо проведені дослідження як з не обертовим, так і з обертовим валом. В експериментальних дослідженнях з не обертовим валом проведено вимірювання розподілу тиску по довжині першої шпарини та в з'єднувальній камері на виході з неї у двох протилежних радіальних положеннях вала – у місці з мінімальним та максимальним радіальним зазором; та сумарних витоків з ущільнення в залежності від радіального зміщення вала (ексцентриситету) в діапазоні 0,04-0,16 мм при різній величині ущільнювального тиску 1,25; 2,5; 5; 7,5, 10 атм.^UThe thesis is devoted to the development of calculation methods and improvement of the geometry of multi-annular seals of centrifugal pumps. Scientific substantiation and elaboration of the method of determining static and dynamic forces characteristics and refined calculation of leakage in multi-clearance seals allow to improve existing structures and increase energy efficiency while ensuring a low level of vibration of centrifugal pump rotors. Based on the analysis of literature sources, the possibility of increasing the total efficiency of centrifugal pumps by reducing the volume losses on the front and interstage annular seals, with large values of pressure drops and rotational speeds. This is possible through the use of multi-clearance seals. Sequentially placed throttles connected by chambers creates the design of such seals, the coefficient of hydraulic losses is approximately equal to the sum of the coefficients of loss of all throttle. Accordingly, leakage through seals is reduced. From the literature, it is clear that in such seals, as in conventional single-clearance, not only limited losses but also due to high values of pressure drops radial forces that affect the dynamic characteristics of the rotors of centrifugal pumps, i.e. they perform hydrodynamic support and can both to stabilize the rotor and to cause the loss of its dynamic stability. The flow equation of a viscous incompressible fluid (Reynolds equation) determines the pressure distribution in a short annular channel with corresponding boundary conditions. Analytical dependences for calculating radial forces arising in the ring chokes of two-annular and three-annular seals due to the radial displacement of the shaft and the skew of the axes of the rotor and stator are obtained. The influence of the conicity of the slits on the force coefficients of the multi-annular seals is estimated. The forces due to the axial pressure drop and the displacement flow are considered: dissipative force and circulating force , which can lead to loss of stability, accompanied by self-oscillations of the rotor with a large amplitude. Inertial forces (gyroscopic and inertial forces), due to their relatively small values, are not taken into account. Analytical dependences for the determination of amplitude and phase of forced radial oscillations of a shaft and the definition of its stability condition are received. The free oscillations of the rotor in the multi-annular seal are also considered, and the natural frequencies of the rotor-seal system are obtained, taking into account damping depending on the rotational frequency at different values of the sealing pressure. Comparing the values of dynamic coefficients and leakage of two- and three-annular seals with a one-clearance seal under the condition of using sufficiently large chambers demonstrates the significant advantages of multi-annular seals. For example, a three-clearance seal with the same radial clearance has an average of 48.5% higher dynamic coefficients and 41.2% fewer leakages. A similar two-clearance seal has 15% greater direct stiffness and 9.1 % more direct damping, and 20.6% fewer leaks. To conduct experimental research on the basis of the problem laboratory of hermomechanics and vibrodiagnostics of the Department of Computer Mechanics named after Volodymyr Martsynkovskyy, the modernization of the existing experimental installation for the study of single-well seals was performed. The unit provides the supply of sealing pressure from 0 to 1 MPa, provided sufficient suppression of its pulsations, with the value of leaks up to 1.2 l/s and shaft speed - 8000 rpm. Experimental studies of three-annular seals of two design variants were performed: with the same radial clearance on each hole and twice the radial clearance on the second hole with two axial sizes of connecting chambers - 1 and 3 mm. To determine the influence of radial and tangential forces, separate studies with both non-rotating and rotating shafts were conducted. In experimental studies with a non-rotating shaft, the pressure distribution was measured along the length of the first clearance and in the connecting chamber at its outlet in two opposite radial positions of the shaft - in the place with the minimum and maximum radial clearance; and total leaks from the seal depending on the radial displacement of the shaft in the range of 0.04-0.16 mm (eccentricity) at different values of the sealing pressure of 1.25; 2.5; 5; 7.5, 10 atm.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності і технологічності кріплення вертикальних стовбурів вугільних шахт, які проходять у неоднорідних масивах порід. В роботі розвивається комплексний підхід отримання загальносистемного ефекту від диференційованого вибору кріплення стовбурів та послідовної чи сумісної реалізації регулятивних засобів в системі "кріплення стовбура - неоднорідний породний масив", які сукупно забезпечують демпфірування зміщень, зростання несучої здатності приконтурних порід та кріплення, в результаті чого забезпечується зниження величини і асиметрії навантажень на стовбур та підвищення його стійкості. З врахуванням структурної і міцнісної неоднорідності породного масиву та результатів дослідження закономірностей і особливостей взаємодії системи "кріплення стовбура - масив порід" розроблені науково-технічні принципи вибору і нові конструкції охоронних вантажонесучих систем, які забезпечують довготривалу стійкість шахтних стовбурів в складних гірничо-геологічних умовах. Основні результати роботи знайшли промислове застосування на вугільних шахтах, реалізовані в нормативно-технічних документах.

  Скачати повний текст

Визначено ефективність конструкційних демпферів. Розроблено методики розрахунку прогонної будови з демпферами та розроблено рекомендації щодо проектування й експлуатації даних пристроїв. Проаналізовано основні методи зменшення надмірних вертикальних коливань, встановлено переваги конструкційного методу гасіння коливань взагалі та конструкційних демпферів з гідравлічним опором зокрема. Досліжено особливості просторового функціонування прогонної будови з демпферами. Розглянуто вплив конструкційних демпферів на вертикальні, горизонтальні та крутильні коливання прогінних будов. Описано деякі аварійні режими роботи демпфера. Побудовано та розв'язано три математичні моделі, що дозволяють дослідити роботу балкових прогінних будов з конструкційними демпферами. Наведено якісну характеристику особливостей роботи даної динамічної системи. На підставі даних моделей розроблено методику динамічного розрахунку балкових прогінних будов з демпферами. З метою практичного дослідження сумісної роботи прогінної будови та демпферів розроблено модель балкової прогінної будови з конструкційними демпферами, яка пітвердила адекватність розробленої раніше методики динамічного розрахунку балкової прогінної будови з демпферами. На підставі проведених досліжень одержано методику, що дозволила ефективно підібрати параметри демпфера та зменшити вимушені вертикальні коливання балкових пішохідних прогінних будов, що сприяє збільшенню комфортності пішоходів, зменшує чутливість прогінних будов до будь-якого динамічного навантаження та продовжує термін їх експлуатації.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі та методи дослідження активного демпфірування згинних коливань тонких пластин з пасивних металічних композитних і полімерних матеріалів з використанням розподілених п'єзоелектричних сенсорів й актуаторів. На базі лінійної теорії в'язкопружності, гіпотез Кірхгофа - Лява й адекватних їм гіпотез стосовно електричних польових величин і температури розроблено моделі ізотермічних і неізотермічних згинних коливань тонких в'язкопружних пасивних (без п'єзоефекту) пластин з розподіленими п'єзоелектричними сенсорами й актуаторами. Запропоновано постановку задачі про активне демпфірування вимушених згинних коливань тонких пластин за наявності цих включень з урахуванням дисипації та температури дисипативного розігріву. Розроблено числово-аналітичні методи розв'язування відповідних лінійних і нелінійних крайових задач. З використанням даних методів і моделей розв'язано задачі про активне демпфування ізотермічних і неізотермічних гинних коливань прямокутних пластин з жорстким і шарнірним закріпленням торців і суцільної круглої пластини з жорстким закріпленням торця за допомогою п'єзоелектричних сенсорів і актуаторів. Досліджено вплив дисипації й обумовленої нею температури дисипативного розігріву на демпфування стаціонарних коливань круглих і прямокутних пластин з застосуванням розподілених сенсорів і акуаторів.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – нестаціонарні коливання дисипативних активних і пасивних елементів композитних конструкцій. Мета дослідження - розробка методу аналізу активного демпфірування нестаціонарних коливань електров'язкопружних елементів композитних конструкцій з урахуванням розсіювання енергії у матеріалах. Методи дослідження - метод скінченних елементів у частотному просторі інтегральних перетворень Фур'є, напіваналітичний метод скінченних елементів, а також експериментальні методи дослідження. На основі гіпотез Фойхта-Рейсса побудовано математичні моделі в'язкопружних і електров'язкопружних композиційних матеріалів багатошарової структури. Побудовано напіваналітичні скінченно-елементі моделі багатошарових композиційних в'язкопружних і електров'язкопружних пластин. Досліджено вплив коефіцієнтів пропорційно-диференційного закону регулювання на пружні та дисипативні властивості багатошарових композитних пластин. Встановлено закономірності впливу кутів і коефіцієнтів армування композиційних шарів пластин, а також частотно-залежного розсіювання енергії у матеріалах на ефективність активного і гібридного демпфірування. Вперше розглянуто активне демпфірування нестаціонарних коливань з урахуванням частотно-залежного розсіювання енергії в пасивних і активних електров'язкопружних матеріалах. Результати досліджень використано ТОВ "П'єзосенсор" при розробці п'єзоелектричних датчиків вібрації та Інститутом транспортних систем і технологій "Трансмаг" НАН України при проектуванні композитних лопатей вітрової турбіни.^UObject of research - transient vibrations of dissipative active and passive elements of composite structures. The aim of the study - development of the method of analysis of the active damping of transient vibrations of electro-viscoelastic elements of composite structures, taking into account the energy dissipation in materials. Using the system of Voigt-Reuss hypothesis, a mathematical model of laminated composite viscoelastic and electro-viscoelastic materials were constructed. Semi-analytical finite element models of multilayer composite viscoelastic and electro-viscoelastic plates are constructed. The influence of the coefficients for the proportional-derivative control law on the elastic and dissipative properties of the multilayer composite plates is investigated. The dependences of the influence of an angle and a reinforcement ratio and the frequency-dependent energy dissipation in the composite layers for the active and hybrid damping effectiveness of a plate are established. For the first time, active damping of transient vibrations is considered, in which taking into account the frequency-dependent energy dissipation in passive and active electro-viscoelastic materials. The results of researches were used by the "Piezosensor" Ltd during developing piezoelectric vibration sensors and used by Institute of Transport Systems and Technologies "Transmag" of the National Academy of Sciences of Ukraine during the design of composite blades of a wind turbine.

Удосконалено математичну модель ланцюгової передачі за рахунок урахування демпфірування та перехідних процесів під час пуску, що дозволяє проводити дослідження привода у цілому. Досліджено режими роботи ланцюгової передачі, яка містить деталі з полімерних композитів. Вперше наведено рекомендації для розрахунку демпфірування та жорсткості приводу з полімерними деталями ланцюгової передачі. Розроблено удосконалений проектний розрахунок ланцюгового привода, що вперше враховує динамічне навантаження під час пускового та усталеного режимів роботи привода; на відміну від традиційного методу багатоітераційного проектного розрахунку запропоновано одноітераційний алгоритм, який дозволяє одержати передачу з коефіцієнтом запасу міцності у межах загальноприйнятих у машинобудуванні.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження - технологічний процес виготовлення широкохордних робочих лопаток вентилятора турбореактивного двоконтурного двигуна; мета дослідження - забезпечення високих експлуатаційних характеристик широкохордного вентилятора турбореактивного двоконтурного двигуна шляхом формування раціонального сполучення параметрів якості поверхневого шару несучих поверхонь широкохордної робочої лопатки на формоутворюючому і фінішному етапах її оброблення, що підвищують довговічність і знижують рівень вібронапруження; методи дослідження - методи інженерної механіки для дослідження фізико-механічних параметрів поверхневого шару і міцнісних характеристик зразків, чисельні методи теорії пружності для визначення напружено-деформованого стану при різних умовах навантаження, методи математичної статистики для оброблення результатів випробувань, методи випробувань авіаційних двигунів для визначення експлуатаційних характеристик; результати - розроблено комплексну теорію виготовлення широкохордної робочої лопатки вентилятора турбореактивного двоконтурного двигуна; новизна - вперше отримані закономірності параметрів якості поверхневого шару оброблювальних поверхонь чистовим фрезуванням від величини подачі і швидкості різання, а також встановлено їх вплив на довговічність широкохордних робочих лопаток вентилятора після зміцнювального оброблення різними технологічними методами, що дозволило розробити технологію їх виготовлення; визначено параметри динамічного демпфера і параметри демпфірування коливань широкохордної робочої лопатки вентилятора при її обробленні високошвидкісним фрезеруванням, що дозволило знизити рівень вібрацій, а отже, і шорсткість оброблених поверхонь; вперше експериментально встановлено умови появи згинально-крутильного флатера і резонансних коливань лопаток із високим рівнем динамічних напружень, що дало можливість для зниження рівня динамічних напружень і усунення флатера запропонувати варіанти дороблення пера широкохордних робочих лопаток вентилятора шляхом зміни хорди периферійних перерізів лопаток з боку вхідної кромки; зроблений порівняльний аналіз характеристик вентилятора з робочими лопатками з антивібраційними полками та вентилятора з широкохордними лопатками дозволив обґрунтувати експлуатаційні характеристики; ступінь впровадження - результати впроваджені у навчальний процес кафедри технології авіаційних двигунів Запорізького національного технічного університету та у виробництво на Акціонерному товаристві «Мотор Січ»; галузь використання - авіадвигунобудування.^UThe object of research is the manufacturing process of wide-chord fan blades production for turbojet bypass engine; the purpose of the research is to provide high performance characteristics of a wide-chord fan of a turbojet bypass engine by forming a rational combination of the quality parameters of the surface layer of the wide-chord working blade airfoil at the forming and finishing stages of its machining, that increase durability and reduce the level of vibratory stress; methods of research - methods of engineering mechanics for studying the physical and mechanical parameters of the surface layer and strength characteristics of specimens, numerical methods of elasticity theory for determining the stress-strain state under different loading conditions, methods of mathematical statistics for the processing of test results, methods of trials of aviation engines for determining the performance characteristics ; results - a comprehensive theory of manufacturing a wide-chord fan rotor blades of a turbojet bypass engine is developed; Novelty - for the first time the regularities of the finish milled surface layer quality parameters dependence on the values of the federates and cutting speeds were obtained, as well as their influence on the durability of the wide-chord fan rotor blades after their strengthening processing by various technological methods, which made it possible to develop a manufacturing process for their production; the parameters of the dynamic damper and the damping parameters of the wide-chord fan rotor blade oscillations were determined during its processing with high-speed milling, which allowed to reduce the level of vibrations, and, consequently, the roughness of the machined surfaces; for the first time, the conditions for the appearance of a bending-twisting flatter and resonant oscillations of blades with a high level of dynamic stresses have been determined experimentally, which made it possible to reduce the level of dynamic stresses and eliminate the flatter to offer variants for finishing the airfoil of the wide-chord fan rotor blades by changing the chord of the peripheral sections of the blades from the side of the incoming edge; a comparative analysis of the characteristics of the fan with working blades with midspan damper and a fan with wide-chord rotor blades is made, that allowed to substantiate the performance characteristics; the degree of implementation - the results are implemented in the educational process of the Aviation engine technology department of the Zaporizhzhya National Technical University and in manufacturing process of the “Motor Sich” Joint Stock Company; industry of use - aircraft engines manufacturing.

Експериментально встановлено основний механізм розсіювання енергії в тріщині нормального відриву, що не росте, а також функціональний взаємозв'язок між розсіюванням енергії в тріщині втоми та номінальним розмахом коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН). Визначено закономірності зміни характеристики демфірування коливань консольного стрижня з крайовою тріщиною та пластини з наскрізною у широкому діапазоні зміни її параметрів. Удосконалено розрахункові моделі пружного тіла з тріщиною, що закривається та відкритою з використанням показників розсіювання енергії гістерезисного або нелінійного в'язкопружного типу, ефекта передчасного (пізнього) закриття тріщини, особливостей розподілу деформації в її околі, а також експериментально визначеної функціональної залежності розсіювання енергії у тріщині від номінального розмаху КІН. На підставі досліджень вільних і вимушених коливань моделей пружного тіла з тріщиною, що закривається, встановлено вплив виду та рівня демпфірування в системі, супутніх форм коливань та передчасного закриття на параметри нелінійних ефектів коливних процесів переміщення, прискорення та деформації за основного, супергармонічного та субгармонічного резонансів. Показано, що під час коливання стрижня з тріщиною, що закривається, у моменти її відкриття - закриття виникають супутні форми коливань, амплітуди яких залежать від розмірів і місця розташування тріщини. Встановлено, що нелінійні спотворення досліджених коливних процесів істотно нерівномірні за довжиною пружного тіла. Визначено умови виникнення псевдолінійних резонансів і запропоновано методи їх виключення за вібраційної діагностики елементів конструкцій. Виконано порівняльний аналіз чутливості вібраційних характеристик, а також демпфірування та параметрів нелінійних ефектів різних коливних процесів до наявності пошкодження. Сформульовано умови їх ефективного використання як діагностичних ознак пошкодження. Розроблено методологію оцінки дієвості застостування вібраційних методів для діагностики пошкодження деталей машин та елементів конструкцій з урахуванням впливу на його вібраційну характеристику реальних умов експлуатації на базі використання запропонованих експериментальних та аналітичних методів досліджень і встановлених закономірностей впливу параметрів локальної несуцільності матеріалу на зміну власних частот і форм коливання, характеристик демфірування та параметрів нелінійних ефектів за вільних і вимушених коливань пружних тіл.

  Скачати повний текст

Розроблено метод вимірювання прискорення, за якого результатна частотна характеристика інтегрального акселерометра зміщується по частотній осі. Вдосконалено метод керування сигналом від ємнісного мікроакселерометра зустрічно-стрижневої конструкції, який відрізняється від існуючих тим, що сигнали від верхніх і нижніх фіксованих пластин конденсаторів мікроакселерометра подаються на вхід різницевого підсилювача постійного струму, що дає змогу опрацьовувати вхідні напруги нижче сотень мікровольт і вимірювати васокочастотні мікровібрації. Вдосконалено модель для схемотехнічного рівня проектування ємнісного мікродавача зустрічно-стрижневої конструкції, яка відрізняється від існуючих наявністю параметрів, що враховують вплив жорсткості балок і демпфірування повітря, чим забезпечується підвищення точності вихідних параметрів на 7 - 10 % та універсальності макромоделі.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод зворотного зв'язку - електричний негативний зворотний зв'язок (НЗЗ), який дозволяє лінеаризувати амплітудно-частотну характеристику перетворювача. Досліджено схему, в якій п'єзоелемент-сенсор включений у ланцюг негативного зв'язку підсилювача. Визначено режим роботи для лінеаризації АЧХ перетворювача та режим роботи, під час якого чутливість перетворювача дорівнює чутливості п'єзоелемента без підсилювача. Запропоновано конструктивні методи лінеаризації АЧХ симетричних і асиметричних біморфних перетворювачів. Вперше для лінеаризації АЧХ застосовано електричне демпфірування одночасно з застосуванням зворотного зв'язку, а також за рахунок збільшення внутрішнього тертя п'єзоелемента.

  Скачати повний текст

Удосконалено теорію електромагнітних збудників вібрації, що застосовуються у задачах віброударних випробувань на надійність машин, приладів та апаратури, а також для деяких технологічних процесів (вібролиття, віброрізання, вібросушіння). Вперше розглянуто динаміку збудників вібрації з урахуванням реактивних мас. Створено новий варіант методу оптимального гасіння післяударних коливань під час випробування на удар. Удосконалено метод визначення потужності електромагнітних віброзбуджувачів (ЕМВ) залежно від динамічних параметрів, електромагнітних і геометричних величин. Удосконалено метод визначення вагового навантаження, коефіцієнтів демпфірування та жорсткості, величин повітряних зазорів і площі перерізу полюсів магнітопроводів. Виведено формули зв'язку параметрів вібрації об'єктів з вихідними напругами електровимірювальних пристроїв. Створено системи ЕМВ для збудження вібрацій у технологічному процесі лиття.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано раціональну технологічну схему уніфікованої пакетоформувальної машини, її структуру та конструктивну будову. Встановлено оптимальні значення параметрів підіймально-опускного механізму та пристрою профілювання за умови мінімізації енерговитрат. Побудовано математичну модель підіймально-опускного механізму на основі тримасової динамічної коливальної системи з урахуванням дисипативної складової. Розроблено схему пристрою профілювання м'якої транспортної тари з сипкими харчовими продуктами на базі використання проекційно-сіткових процедур. На підставі результатів експериментальних досліджень визначено коефіцієнт демпфірування в динамічній системі підіймально-опускного пристрою, використаного у розрахунках математичних моделей. Обгрунтовано реологічні характеристики для найбільш типових видів сипкої харчової продукції, використані під час проведення експериментів з розробленою математичною моделлю процесу профілювання.

  Скачати повний текст

Вперше забезпечено мінімізацію енергетичних витрат і зниження рівня пошкоджуваності структури покриттів та перехідної зони за рахунок примусової орієнтації площини відносного зсуву у напрямку міжчастинкової зони і встановлення амплітуди коливань кратною розміру напилених частинок. Запропоновано новий спосіб демпфірування автоколивань різального інструмента з нейтралізацією невпорядкованих силових імпульсів на перехідну зону шляхом накладання на процес різання примусових коливань з частотою, що погоджується з товщиною покриття. Розроблено і апробовано концептуальну модель знеміцнення матеріалу покриття енергетичною активацією за вібромеханічного різання, що дає змогу інтенсифікувати процес обробки і підвищити стійкість різального інструмента. Виявлено обмеження динамічної стабілізації процесу вібромеханічного різання покриттів і відповідного зниження шорсткості поверхневого шару з закритою поруватістю, величиною фаски зносу за заданою поверхнею інструмента, яка для самофлюсівних покриттів системи Ni - Cr - B - Si не має перевищувати величину 0,3 мм. Удосконалено принцип оцінки працездатності покриттів після вібромеханічної обробки у порівнянні з гомогенними матеріалами шляхом застосування структурного модуля трибопошкодження, який враховує вплив акустичної активації на питому енергоємність матеріалу покриття.

  Скачати повний текст

Наведено результати розрахунково-експериментальних досліджень вимушених коливань пружних тіл з пошкодженням типу тріщини втоми в області супер- і субгармонічних резонансів. Розроблено й експериментально апробовано скінченно-елементну модель пружного тіла з тріщиною, що закривається. Ця модель передбачає врахування зміни власних форм коливань тіла, зумовлену тріщиною, та характеристик демпфірування. На підставі числових досліджень вимушених коливань стрижнів за різних межових умов за наявності тріщини, що закривається, установлено, що значення характеристики нелінійності їх коливань в області супер- і субгармонічного резонансів суттєво залежить від параметрів тріщини, рівня розсіяння енергії в системі, місця прикладення змушувальної сили, її асиметрії та негармонічності та не залежить від місця реєстрації коливань. Різка зміна характеристики нелінійності коливань під час переходу змушувальної сили через перетин з тріщиною є характерною ознакою місцерозташування тріщини, а її глибину необхідно оцінювати за рівнем нелінійності коливань. Відзначено, що зміна нелінійності коливань за умов варіювання статичною складовою змушувальної сили дозволяє визначати наявність тріщини, щр закривається. Установлено якісну відмінність між супер- і субрезонансними режимами коливань, зокрема, субгармонічний резонанс має прояв у разі досягнення тріщиною певного розміру, а супергармонічний резонанс - за наявності найменших глибинних тріщин. Запропоновано експериментальні методики збудження та досліження супер- та субгармонічних резонансів.

  Скачати повний текст

Уперше установлено, що зниження амплітуди відсічної хвилі до небезпечної у процесі подачі палива насосами високого тиску двигунів внутрішнього згорання одержується завдяки інтерференції зустрічної хвилі, генерованої у спеціальному пристрої, наприклад, демпфері з амплітудою, вищою за відсічну. Показано, що процес демпфірування відсічної хвилі у процесах подачі палива найбільш вірогідно можна ідентифікувати за методом гідродинамічного розрахунку. Установлено, що ефективна циліндрова потужність середньообертових дизелів прямо пропорційна швидкості збільшення тиску в циліндрі під час згорання. Запропоновано методику розрахунку генераторів коливань зустрічної хвилі у процесах подачі палива з амплітудою в межах (1,0 - 2,2) значень амплітуди відсічної хвилі.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена питанню підвищення стійкості і керованості транспортного руху блочно-модульного агрегату на основі модульного енергетичного засобу (МЕЗ) змінного тягового класу 1,4-3. МЕЗ складається з енергетичного (ЕМ) та технологічного (ТМ) модулів, шарнірно поєднаних між собою у горизонтальній площині. Для обмеження кутової рухомості ТМ відносно ЕМ приєднувальний (навісний) механізм першого обладнано двома гідроциліндрами. Для підвищення стійкості та керованості руху МТА на основі МЕЗ один з вказаних гідроциліндрів обладнаний дроселем у вигляді шайби, діаметр прохідного отвору якого прийнято рівним 2 мм. Це дозволяє отримати значення коефіцієнта гідравлічного опору даного дроселя (Км) не менш, ніж 106 Нмс/рад. Саме за такого значення Км, розворотний момент, який діє на МТА з боку його технологічної частини, здатний повернути ТМ лише на 1,25о. Зменшення фазових частотних характеристик коливань енергетичного модуля досягає при цьому 150о. На практиці, це призводить до зменшення запізнень його реакції з 7,6 до 2,4 с при одночасному зменшенню амплітуди коливань майже у 17 разів. При зростанні швидкості руху блочно-модульного агрегату від 2 до 5 м/с амплітудні частотні характеристики відпрацювання технологічним модулем разом із навішеним на нього знаряддям, а також енергетичним модулем МЕЗ мало змінюються та мають резонансний пік, який припадає на частоту 10 с-1. У порівнянні із технологічним, АЧХ відтворення енергетичним модулем у вигляді розворотного моменту, − менше. Характер стійкості руху блочно-модульного агрегату є практично інваріантним по відношенню до коефіцієнтів опору уводу шин переднього та заднього мостів енергетичного модуля МЕЗ. Установка шин моста технологічного модуля із загальним коефіцієнтом опору уводу на рівні 260 кН/рад. і більш, сприяє зменшенню амплітуди як його коливань, так й коливань енергетичного модуля. У діапазонах частот зміни збурення 0…5 та 10…20 с-1 кут повороту ТМ практично не перевищує 4о. Дисперсія кутових коливань технологічного модуля МЕЗ із навішеним на нього плугом при рухові агрегату по злущеному полю зосереджена у відносно вузькому діапазоні частот 0,25…1,50 с-1. Під час переміщення блочно-модульного МТА по необробленому фону цей діапазон удвічі ширший і становить 0,25…3,00 с-1. Це вказує на те, що коливання ТМ із плугом на злущеному полі носять більш низькочастотний характер, ніж на необробленому. При уведені гідравлічного демпфера із коефіцієнтом опору не менш, ніж 106 Нмс/рад. максимальне значення позитивного кореляційного зв'язку між кутовими коливаннями технологічного та енергетичного модулів МЕЗ зростає до позначки 0,87, тобто збільшується у 2,7 рази. У цьому випадку ЕМ та ТМ практично разом протидіють збурювальному впливу розворотного моменту, що позитивно відображається на стійкості руху усього блочно-модульного МТА. Гідравлічне демпфірування гідроциліндра технологічного модуля із коефіцієнтом жорсткості не менш ніж 106 Нмс/рад. дозволяє довести максимум взаємного кореляційного зв'язку між керуючим впливом та курсовим кутом енергетичного модуля до 0,89, змістити його вправо від нульової ординати і зменшити запізнення реакції курсового кута на зміну кута повороту керуючих коліс енергетичного модуля майже удвічі. Упровадження орного блочно-модульного агрегату, який налагоджено згідно розробленим практичним рекомендаціям, дозволяє збільшити змінну продуктивність роботи МТА та зменшити витрати праці на 8,4%.^UThe thesis is devoted to increasing the stability and controllability of a block-modular unit's traffic based on a modular power unit (MPU) of variable traction class 1,4-3. MPU consists of power (PM) and technological (TM) modules interconnected in the horizontal plane. To limit the TM's angular mobility relative to the PM, the connecting device of the first one is equipped with two hydraulic cylinders. To increase the MTU traffic stability and controllability, one of the indicated hydraulic cylinders is equipped with a washer-shaped throttle, the bore diameter of which is assumed to be 2 mm. This allows obtaining the hydraulic resistance coefficient value of the given throttle (Km) not less than 106 N∙m∙s∙rad-1. With this value of Km, the unfolding torque acting on the MTU from the side of its technological part is capable of turning the TM only by 1,25°. The decrease in the phase-frequency characteristics of the energy module oscillations reaches 150°. In practice, this leads to a reduction in the delay in his reaction to a disturbance from 7,6 to 2,4 s, while the amplitude of oscillations decreases by almost 17 times. With an increase in the speed of the block-modular unit from 2 to 5 m∙s-1, the amplitude-frequency characteristics of the disturbance processing by the technological module together with the tool attached to it, as well as the power module of the MPU, change little and have a resonance peak, which falls at a frequency of 10 s-1. Compared with the technological one, the frequency response of the disturbance's reproduction in the form of a turning torque by the energy module is less. The nature of the block-modular unit's movement's stability is practically invariant concerning the drag coefficients of the tire slip of the front and rear axles of the power module of the MPU. Installation of the technological module's axle tires with a total drag coefficient of 260 kN∙rad-1 and more contributes to a decrease in the amplitude of both its oscillations and the oscillations of the energy module. In the frequency ranges of the disturbance change of 0-5 and 10-20 s-1, the TM rotation angle does not exceed 4о at all. The dispersion of the MPU technological module's angular vibrations with a plow attached to it when the unit moves along the field is concentrated in a relatively narrow frequency range of 0,25-1,.50 s-1. During a block-modular MTU movement on an unprocessed background, this range is twice as wide: 0,25-3,00 s-1. This indicates that the TM's vibrations with a plow on a roughened field are lower than those on an untreated one. The introduction of a hydraulic damper with a resistance coefficient of at least 106 N∙m∙s∙rad-1. The maximum value of the positive correlation between the angular oscillations of the technological and power modules of the MPU increases to 0,87, that is, increases by 2,7 times. In this case, PM and TM practically together counteract the disturbing influence in the form of a turning torque, which positively affects the entire block-modular MTU movement's stability. Hydraulic damping of the technological module's hydraulic cylinder with a stiffness coefficient not less than 106 N∙m∙s∙rad-1 allows to bring the maximum of the mutual correlation between the control influence and the heading angle of the energy module to 0,89, shift it to the right of the zero ordinate and reduce the delay the reaction of the heading angle to the change in the steering angle of the control wheels of the power module is almost doubled. The introduction of a plow block-modular unit, tuned according to the developed practical recommendations, allows increasing performance and reducing labor costs by 8,4%.

Розроблено методику розрахунку і проектування підшаботної віброізоляції молотів з однобічним демпфіруванням і технічне рішення на рівні винаходу. На підставі порівняльного аналізу запропонованої віброізоляційної системи з конструкцією підшаботної віброізоляції за допомогою пакетів з гофрованої листової сталі встановлено, що застосування однобічного демпфірування дозволяє на 36 - 38 % підвищити ефективність віброізоляції за рахунок зниження середнього квадратичного значення віброшвидкості фундаменту та забезпечити загасання коливань за час подвійного ходу молота. Експереминтально підтверджено об'єктивність розробленої методики розрахунку параметрів і дієздатність запропонованої конструкції підшаботної віброізоляції. Результати дослідження впроваджено в ЗАТ "Первомайський механічний завод" (м.Первомайськ, Луганської обл.), очікуваний економічний ефект складає 12133,92 грн.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну методику розрахунку вільних і вимушених коливань композитних конструкцій з елементами демпфіруючих в'язкопружних матеріалів, яка базується на скінченно-елементному моделюванні у просторі перетворень Фур'є. Запропоновано математичні моделі коливань композитних конструкцій для аналізу пасивного демпфірування та методи дослідження вільних і вимушених коливань за дії навантаження з довільним спектральним складом. Показано, що використання в'язкопружних демпфіруючих матеріалів є перспективним та ефективним шляхом формування задач проектування, оптимальних щодо максимального розсіяння енергії композитивних конструкцій.

  Скачати повний текст