Дисертацію присвячено моделюванню деяких процесів, що відбуваються у приповерхневих шарах напівпровідників при їх взаємодії з атомарним воднем, а саме: дифузії атомарного водню в об'ємі напівпровідника з урахуванням поверхневих та об'ємних реакцій (хемосорбції і рекомбінації), внаслідок чого були одержані аналітичні вирази для швидкості їх протікання і показано (на прикладі системи водень-германій), що процеси рекомбінації атомів водню у приповерхневих шарах напівпровідників не впливають суттєво на дифузійні процеси в них; утворення точкових дефектів у напівпровідниках під дією енергії поверхневих хімічних реакцій, внаслідок чого були одержані аналітичні вирази для швидкостей утворення надлишкових вакансій і міжвузловинних атомів (і їх кількісні оцінки для кристалів германію та арсеніду галію); хемостимульованої дифузії (ХСД) у напівпровідниках, внаслідок чого були одержані аналітичні вирази для коефіцієнтів ХСД (і їх кількісні оцінки для індію, фосфору, алюмінію в арсениді галію та міді, золота у германії), за допомогою яких було визначено переважний механізм ХСД у вищевказаних системах в залежності від виду дифундуючої домішки та умов проведення експерименту. Одержані результати добре узгоджуються з існуючими експериментальними даними і можуть бути використані при подальших дослідженнях явища ХСД як для визначення кількісних характеристик цього процесу, так і для вибору оптимальних умов, за яких найбільш ефективно протікає хемостимульована дифузія.

  Скачати повний текст

Запропоновано індивідуалізовані стратегії управління для автоматизованих навчальних систем, що здатні враховувати індивідуальні когнітивні особливості учнів як об'єктів управління (ОУ), їх функціональний стан і педагогічні впливи в дидактичному процесі. Розроблено загальну теорію та методологію формування індивідуалізованих стратегій управління дидактичним процесом. Створено прогресивну інформаційну технологію навчання та методи безперервної функціональної діагностики для ОУ. Розроблено автоматизовану навчальну систему, здійснено її апробацію та визначено ефективність.

  Скачати повний текст

Розроблено теплофізичну модель формування кулястого графіту за умов модифікування чавуну магнієм. Установлено причини виникнення браку "чорні плями" у виливках з високоміцного чавуну та розроблено рекомендації щодо їх зменшення. Розроблена модель передбачає використання теплофізичних процесів нагрівання, розплавлення та переходу магнію до пароподібного стану, за якого поглинається значна кількість теплової енергії. Тому навколо пароподібного магнію утворюється затверділий шар чавуну, товщину і масу якого було розраховано. З'ясовано, що процес послідовного проростання графіту у порожнину чавунно-магнієвого комплексу відбувається з зовнішньої поверхні в середину. За умов охолодження виливка перехід пароподібного магнію до рідкого стану супроводжується значним виділенням прихованої теплоти пароутворення. Експериментально встановлено зменшення щільності білого чавуну після модифікування, утворення пор кулястої форми, які є зародками для подальшого утворення кулястого графіту. За сірчаними відбитками та макроструктурою виконано кількісний аналіз розподілу MgS у прокатному валку масою 2 200 кг. Запропоновано коригувати шихтування плавок для виливків з високоміцного чавуну.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.16.04 «Ливарне виробництво». – Національна металургійна академія України МОН України, Дніпро, 2020.Дисертація присвячена рішенню науково-технічної проблеми спрямованого твердіння масивних виливків із Fe-C сплавів, визначенню впливу комбінованої кокільно-піщаної форми на кінетику об'ємної усадки, встановленню тривалості електродугового-електрошлакового обігріву надливу на різних етапах утворення твердої фази у прокатних валках і злитках. Запропоновано ступінчастий режим обігріву прокатних валків з найвищою витратою електроенергії на першому етапі, який відповідає затвердінню рідко-твердої фази бочки валка і супроводжується максимальною усадкою розплаву з надливу, і меншою – на етапі твердіння шийок. Встановлено вплив комбінованої кокільно-піщаної ливарної форми на умови утворення усадкових дефектів у бочці і шийках прокатних валків та розроблені заходи по спрямованому твердінню виливків. Встановлено час досягнення межі виливання, ліквідус і солідус у центр виливків з вмістом вуглецю 0,04 ... 4,83%, що мають форму плити, циліндра і кулі. Виведено графоаналітичні залежності для розрахунку тривалості затвердіння рідко-твердої і твердо-рідкої зон у виливках з Fe-C сплавів, що дозволяє прогнозувати зони з мінімальною і максимальною усадковою шпаристістю.Для складних комплексно легованих і модифікованих сплавів з нестан-дартними температурно-часовими режимами лиття, у яких відсутні дані про об'ємну усадку і тривалість затвердіння, встановлено режими обігріву надливу провадити за показником кінетики переміщення розплаву у виливок: при відсутності переміщення електродів обігрів припиняють. Запропоновано гіпотезу процесу прискореного твердіння центральних зон виливків пласкої, циліндричної і кулястої форм по гетерогенному механізму, при якому гілки дендритів є додатковими центрами кристалізації. З метою зменшення кількості цементиту і транскристалічності структури в осьовій зоні чавунних прокатних валків визначено час і кількість графітизуючого модифікатору, який вводять у рідку серцевину після затвердіння робочого шару заданої товщини. Результати експериментальних та теоретичних досліджень апробовано і впроваджено у вальцеливарному цеху АТ "ДЗПВ" і в учбовому процесі НМетАУ.Ключові слова: прокатний валок, злиток, надлив, твердіння, усадка, електродуговий-електрошлаковий обігрів, усадкові дефекти^UThesis for the degree of Doctor of Engineering in specialty 05.16.04 "Foundry".- National Metallurgical Academy of Ukraine Ministry of Education of Ukraine, Dnieper, 2020.The dissertation is devoted to solving the scientific and technical problem of directional solidification of massive castings from Fe-C alloys, determining the effect of the combined mold-sand mold on the kinetics of volume shrinkage, and establishing the duration of electric arc-electroslag heating arrived at different stages of the formation of the solid phase in rolling rolls and ingots. It is proposed to heat the rolling rolls in a stepwise mode with a high power consumption in the first stage, which corresponds to the hardening of the liquid-solid phase of the roll barrel and is accompanied by the maximum melt shrinkage from profit, and less during the neck hardening stage. The influence of the combined mold-and-sand casting mold on the conditions for the formation of shrinkage defects in the barrel and the necks of the rolling rolls is established, and measures have been developed for directional solidification of castings.The duration of reaching the pouring fronts, liquids and solidus of the center of castings with a carbon content of 0.04 ... 4.83%, having the form of a plate, cylinder and ball, was established. Graphoanalytical dependences are derived for calculating the duration of solidification of liquid-solid and solid-liquid zones in castings from Fe-C alloys. The zones with the minimum and maximum duration of the alloy in the solid-liquid state during the solidification of the central (axial) part of the casting were established, which allows predicting the zones with the minimum and maximum shrinkage porosity.For complex complex alloyed and modified alloys with non-standard temperature-time casting modes, in which there is no data on volume shrinkage and solidification duration, profit heating modes are established according to the kinetics of melt transfer to casting: in the absence of electrode movement, heating is stopped.A hypothesis is proposed for the process of accelerated hardening of the central zones of castings of flat, cylindrical and spherical shape by a heterogeneous mechanism, in which the branches of dendrites are additional centers of crystallization. In order to reduce the amount of cementite and the transcrystallinity of the structure in the axial zone of cast iron rolls, the time and amount of a graphitizing modifier are established, which are introduced into the liquid core after the working layer has hardened to a predetermined thickness. The results of experimental and theoretical studies were introduced in the valtsivarny workshop of SC "DZPV" and in the educational process NMetAU.Key words: mill roll, ingot, profit, solidification, shrinkage, electric-electroslag burned, shrinkage defects

Об'єкт дослідження – процеси вдосконалення складних технічних систем в умовах апріорної невизначеності вхідних даних. Мета – підвищення ефективності процесів пошуку раціональних проєктних рішень при вдосконаленні технічних систем на прикладі об'єктів авіаційної техніки за рахунок розробки математичних моделей, обчислювальних методів і комп'ютерних систем, що їх реалізують, в умовах невизначеності вхідних даних. Методи – методи системного аналізу та теорії прийняття рішень; підходи і методи теорії взаємозамінності і стандартизації, теорії ймовірностей, математич-ної статистики; методи теорії обернених задач та математичного програмування; моделі і методи теорії штучного інтелекту. Результати – розроблено системну математичну модель синтезу рішень багатокритеріальних задач стохастичної оптимізації; удосконалено метод синтезу скалярних згорток цільових функцій для задач оптимізації та прийняття рішень; удосконалено метод розв'язання нелінійних багатокритеріальних задач модифікації еволюційним шляхом із застосуванням процедури адаптації при виборі параметрів в процесі пошуку рішень; еволюційний метод синтезу рішень багатокритеріальних задач модифікації в детермінованому і стохастичному формулюваннях; отримала подальший розвиток теорія побудови комп'ютерних систем підтримки прийняття рішень на основі запропонованих математичних моделей і методів для розв'язання завдань вдосконалення складних технічних систем в детермінованому і стохастичному формулюванні. Впроваджено – у Акціонерному Товаристві «Мотор Січ» (м. Запоріжжя) під час оптимізації двоступеневого осьового компресора, за рахунок чого збільшився коефіцієнт корисної дії ступенів (без зниження запасів газодинамічної стійкості) на розрахунковій витраті повітря і розрахункової частоті обертання; в освітньому процесі на кафедрі математичного моделювання і штучного інтелекту Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» МОН України.^UThe object of research is the processes of improving complex technical systems under conditions of a priori uncertainty of input data. The goal is to increase the efficiency of the search processes for rational design solutions while improving technical systems using the example of aviation facilities through the development of mathematical models, computational methods and computer systems that implement them, under conditions of input data uncertainty. Methods - methods of systems analysis and decision making theory; approaches and methods of the theory of interchangeability and standardization, probability theory, mathematical statistics; methods of the theory of inverse problems and mathematical programming; models and methods of the theory of artificial intelligence. Results - a systematic mathematical model for the synthesis of solutions to multicriteria stochastic optimization problems has been developed; the method of synthesis of scalar convolutions of objective functions for optimization and decision-making problems has been improved; the method for solving nonlinear multicriteria modification problems in an evolutionary way has been improved using the adaptation procedure when choosing parameters in the process of finding solutions; an evolutionary method for the synthesis of solutions to multicriteria modification problems in deterministic and stochastic formulations; the theory of construction of computer decision support systems was further developed on the basis of the proposed mathematical models and methods for solving problems of improving complex technical systems in a deterministic and stochastic formulation. Introduced - in Motor Sich Joint Stock Company (Zaporozhye) when optimizing a two-stage axial compressor, due to which the efficiency of the stages increased (without reducing the reserves of gas-dynamic stability) at the design air flow rate and design speed; in the educational process of the Department of Mathematical Modeling and Artificial Intelligence of the National Aerospace University, Ministry of Education and Science of Ukraine.