Дисертацію присвячено побудові формалізму рівноважної статистичної фізики неупорядкованих конденсованих середовищ, що є, з геометричної точки зору, стохастичними фракталами. Статистична механіка флуктуацій фізичних полів даних структурах будується на основі гіббсівських розподілень імовірностей, за аналогією з рівноважною статистичною механікою систем багатьох тіл. Фізичними прикладами середовищ, які мають необхідну для застосування формалізму, що розвивається, структуру, є конденсовані просторово однорідні у середньому макроскопічні системи, у яких просторове розподілення речовини сильно змінюється у великому діапазоні масштабів, що лежить між макроскопічними розмірами та типовими міжатомними відстанями. Такими є сильно пористі, дендритні, гомогенно змішані композитні матеріали. Проаналізовано принципові питання математичної фізики, які виникають у процесі імовірнісного опису такого роду структур.

  Скачати повний текст

Розглянуто питаня щодо дробової статистики у низьковимірних системах. Обчислено точні кратності виродження станів трьох епіонів. З великою точністю для високих значень енергії числово знайдено спектр системи трьох еніонів у гармонічному потенціалі. Введено поняття еніонних траєкторій - неперервних залежностей енергетичних рівнів від кутового моменту. Числово знайдено третій і четвертий віріальні коефіцієнти еніонів. Побудовано кластерний і віріальний розклади для еніонів, що розрізняються. Знайдено мішані віріальні коефіцієнти третього порядку та сформульовано наближення двохчастинкових кореляцій, в якому віріальний розклад має дуже простий вигляд. Числово розв'язано задачі (1 + 2) і (2 + 1) тіл для системи частинок з магнітними домішками. Одержано вирази для віріальних коефіцієнтів еніонів скінченного розміру у двох межових випадках. Обчислено статистичний форм-фактор у конкретній польовій моделі. Розроблено теорію збурень дя еніонів: продемонстровано, як змусити цю теорію працювати для точкових еніонів та для еніонів скінченного розміру. Розглянуто тривимірну модель, в якій ефективно виникає дробова статистика. Побудовано квантово-механічну модель ексклюзійної статистики. Розроблено термодинаміку даної статистики. Одержано кластерний та віріальний розклади у загальному випадку та встановлено зв'язок цієї статистики з моделлю еніонів на найнижчому рівні Ландау.

  Скачати повний текст

Вперше на базі R-функцій створено новий ефективний метод для розв'язання динамічних задач теорії пологих оболонок довільної форми в плані. Розвинуто варіаційно-структурний метод R-функцій (RFM) щодо побудови нової структури розв'язання для пластин та оболонок, які мають розрізи (тріщини) на поверхні. Модифіковано та спеціалізовано RFM щодо геометрично нелінійних задач теорії пологих оболонок, що забезпечило створення ефективних засобів комп'ютерної реалізації даного класу задач. Вперше для реалізації задач обраної предметної області створено базу знань, яка містить варіаційні моделі, структури розв'язання, схеми лінеаризації, методи розв'язання крайових задач. Створено проблемно-орієнтовану комп'ютерну систему, яка за інформацією, поданою на професійній мові інженера-механіка, будує та досліджує відповідну комп'ютерну модель. Можливості запропонованої комп'ютерної системи, а також методику її вивчення та застосування проілюстровано на численних прикладах розв'язання крайових задач теорії пластин та оболонок складної форми в плані.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу психологічних особливостей учнів IX класів створено методику виявлення осіб, здібних до поглибленого вивчення фізики. Розглянуто психолого-педагогічні аспекти розвитку мислення, здібностей і вмінь учнів здобувати нові знання, навичок їх практичного застосування та самостійної роботи. Досліджено сучасні погляди на навчальну фізичну задачу, встановлено вплив систематичного розв'язування та складання фізичних завдань на підвищення якості знань, рівня самостійності й формування наукового стилю мислення учнів. Розроблено програму вивчення розділу "Механіка" у школах і класах з поглибленим вивченням фізики. Обгрунтовано систему фізичних задач, спрямовану на розвиток творчого стилю мислення та здібностей учнів. Створено систему тематичного контролю знань, умінь і навичок за 12-бальною шкалою на основі запропонованих рівнів досягнення і вимог до учнів фізико-математичних класів. Удосконалено систему укрупнення дидактичних одиниць П.М.Ерднієва за рахунок впровадження її у навчальний процес з фізики.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці методів і алгоритмів числового дослідження нелінійного пружного деформування просторово викривлених гнучких елементів морських конструкцій із згинальною і крутильною жорсткістю при дії довільно розташованих в просторі статичних, квазістатичних або динамічних зосереджених, розподілених або моментних навантажень, викликаних кінематичним або деформаційним впливом водного середовища, при роботі в умовах, близьких до реальних. Розроблено пакети обчислювальних прикладних програм, які дозволяють оперативно вирішувати поставлені задачі з метою прийняття конструктивних і технологічних рішень безпосередньо в процесі експлуатації гнучких морських конструкцій. Достовірність перевірена розробленими методами чисельного і натурного екперименту. Досліджена механіка підводного трубопроводу і його вплив на судно-носій при укладанні, ремонті і експлуатації. Визначено напружено-деформований стан гнучких, приєднаних до судна-носія, протяжних конструкцій при дії статичних і динамічних навантажень. На основі створених методів і алгоритмів уперше розв'язано ряд оригінальних прикладних задач механіки глибоководних гнучких конструкцій, досліджено їх напружено-деформований стан, стійкість і динаміку в режимах експлуатації, близьких до реальних.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи покращання якості продукції, збільшення продуктивності та зменшення енергоємності на операціях безупинного обрізування з трьох боків книжково-журнальних блоків та зрізування корінцевих фальців. Розроблено новий спосіб обрізування з використанням дискових ножів з планетарним приводом. Теоретично розраховано та експериментально підтверджено оптимальні параметри приводу дискових ножів та технологічні режими виробничого процесу, які дозволяють досягти високої якості обрізування та зменшення енергосилових витрат. Наведено рекомендації щодо проектування секцій обрізування у складі сучасних потокових ліній та у вигляді операційних машин.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання механіки формоутворення крутозігнутих колін методом, в основі якого лежить вигин з одночасним протягуванням заневоленої трубчастої заготовки. Проведено експериметально-теоретичне дослідження напружено-деформованого стану, що базується на методі ділильних сіток і моментній теорії оболонок. Запропоновано методи розрахунку параметрів якості коліна - використаного ресурсу пластичності - деформованого металу, гофроутворення та стоншення стінки заготовки. Виведено залежності деформувальної сили.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику визначення характеристик напружено-деформованого стану підводних трубопроводів за умов пружного нелінійного просторового деформування. Встановлено вплив морських факторів на шельфові трубопроводи під час укладання, ремонту та експлуатації. Визначено оптимальні параметри трубопроводу під час опускання на великі глибини, стійкість та закритичну поведінку його елементів. Досліджено вплив зосереджених навантажень під час опускання та позиціювання. Розглянуто напружено-деформований стан у разі опускання на складний рельєф дна. Проведено експериментальні дослідження деформування зразків трубопроводу. Розроблено та впроваджено "Методику розрахунку напружено-деформованого стану просторово викривлених підводних трубопроводів".

  Скачати повний текст

Досліджено проблему практичної підготовки студентів техніко-технологічних спеціальностей у вищих аграрних навчальних закладах, розвинуто її методологічні, теоретичні і методичні засади. Подано ретроспективний аналіз практичної підготовки фахівців аграрної галузі й аналіз сучасного її стану. З урахуванням вимог сучасного аграрного виробництва наведено систему професійних комплексів умінь фахової діяльності на прикладі молодшого спеціаліста техніка-механіка. Виявлено та науково обгрунтовано фактори й умови, що впливають на ефективність практичної підготовки таких спеціалістів. Визначено суть засадничих організаційно-методичних шляхів удосконалення практичної підготовки студентів. Розкрито концептуальні положення створення навчально-практичних центрів, обгрунтовано поетапне розгортання системи цих центрів у країні. Теоретично доведено й експериментально перевірено ефективність організації та методики практичної підготовки студентів аграрних вищих навчальних закладів у навчально-практичних центрах.

  Скачати повний текст

Розроблено метод визначення трибологічних властивостей шляхом дряпання поверхні, що отримав назву скреч-метод (СМ). Вивчена механіка контактної взаємодії твердої чотиригранної алмазної піраміди з пластичною поверхнею при вдавлюванні та дряпанні, як основи СМ. Виготовлено прилад та розроблена методика визначення границі контактної міцності поверхні при дряпанні. Встановлені закономірності руху піраміди при зсуві в залежності від ступеня зміцнення матеріалу. СМ розвинуто і використано для оцінки якості тонких твердих анодно-іскрових покриттів дуралюміну Д16Т.

  Скачати повний текст

Визначено локальні магнітні властивості для XY моделі. Проведено тестування кластерного підходу для обчислення низькотемпературних намагніченостей. Вивчено вплив даного поля та взаємодію Дзялошинського-Морія на спін-Пайєрлсову нестійкість. Досліджено квантові фазові переходи регулярно змінної моделі Ізинга у поперечному полі.

  Скачати повний текст

Розроблено основи технологічної механіки пластичного формоутворення обкочуванням вісесиметричних деталей, що забезпечує ресурсозбереженість і конкурентоспроможність виробництва на всьому його етапі від одержання ефективної проміжної заготовки до кінцевого вибору на підставі зменшення собівартості та досягнення достатньої продуктивності та якості. Розроблено моделі пластичних деформацій, що враховують позаконтактні осередки деформації. З'ясовано межі параметрів, що визначають ефективний перебіг процесу. Виявлено закономірності циклового навантаження у разі послідовної зміни напружено-деформованого стану в контактному та позаконтактному осередках. Обгрунтовано критерій кінематичних умов виникнення скручувальних деформацій. Розроблено ефективні способи, оснащення й інструмент, що забезпечують перебіг процесу з заданими технологічними параметрами.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано, розроблено та експериментально перевірено методику експертно-часового оцінювання якості фундаментальної підготовки бакалаврів у технічному вищому навчальному закладі (ВНЗ), яка грунтується на засадах відповідності мети, структури та змісту контролю якості навчання - меті, структурі та змісту фундаментальної підготовки. Теоретично уточнено основну мету та завдання даної підготовки, а також основні педагогічні та психологічні умови, що впливають на її рівень. Розроблено модульно-блочну структуру змісту фундаментальної підготовки навчальної дисципліни "Теоретична механіка". Розвинуто питання теоретичного та експериментального обгрунтування основних засад побудови методик контролю знань зазначеної підготовки, що грунтуються на врахуванні законів природи і відкритих динамічних систем, можливостей модульно-рейтингової системи навчання щодо форм і способів подання матеріалу, контролю якості фундаментальної підготовки бакалаврів у технічному ВНЗ, що дало змогу удосконалити процедуру організації навчального процесу та контролю якості фундаментальної підготовки.

  Скачати повний текст

Обʼєкт дослідження – технологічний процес фінішної обробки деталей щітковими полімерно-абразивними інструментами. Мета дослідження – підвищення якості і продуктивності фінішної обробки тонкостінних і складнопрофільних деталей з різних матеріалів шляхом застосування щіткових інструментів обертальної дії на основі полімерно-абразивних волокон. Методи дослідження: методи інженерної механіки – для дослідження властивостей поверхневого шару та визначення температур і сил в зоні обробки; металографічні методи – для дослідження рівня шаржування поверхні; методи математичної статистики – для обробки результатів випробувань і побудови математичних залежностей; чисельні методи – для розрахунку напружено-деформованого стану зразка та визначення силової дії на оброблювану поверхню. Практичне значення отриманих результатів: розроблено технологічні рекомендації щодо використання ПАЩ (раціональні режими і умови обробки, параметри інструментів і обмеження), які дозволяють забезпечити високу якість і продуктивність на фінішному етапі обробки поверхонь, задирок і гострих крайок для: різних матеріалів, тонкостінних і складнопрофільних деталей, ремонтного виробництва; розроблено спеціальні і універсальні пристосування для операцій фінішної обробки деталей газотурбінних двигунів (ГТД) полімерно-абразивними щітками з високою продуктивністю; розроблений оригінальний пристрій, який дозволяє визначати температуру розмʼякшення і плавлення волокон різного перерізу з різних матеріалів (патент №105954 Україна); розроблено методику і оснащення для виміру температур в зоні контакту ПАЩ і зразка; розроблено методику і оригінальний динамометр, що дозволяють вимірювати силову дію щіткових інструментів (патент №110930 Україна); результати дисертаційної роботи були використані при слюсарній обробці і поліруванні поверхонь складнопрофільних хвостовиків і аеродинамічних поверхонь корита і спинки лопаток, дисків ГТД, видаленні задирок і гострих крайок деталей, знятті нагару після їх експлуатації (АТ «Мотор Січ», ЗМКБ ДП «Івченко-Прогрес», КП НПК «Іскра»); результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі кафедри технологій машинобудування національного університету «Запорізька політехніка» при підготовці бакалаврів і магістрів за спеціальністю 131 «Прикладна механіка», освітньої програми «Технології машинобудування». Наукова новизна. На основі системного аналізу і узагальнення досвіду фінішного етапу виготовлення та ремонту тонкостінних і складнопрофільних деталей сформульовано та обгрунтовано теоретичні і практичні принципи методу механічної обробки із застосуванням інструменту обертальної дії на основі полімерно-абразивних волокон, що забезпечує високу якість і продуктивність. Вперше встановлено закономірності зміни параметрів якості і раціональні режими різання для обробки ПАЩ різних матеріалів на підставі комплексного дослідження характеристик поверхневого шару і впливу на них технологічних чинників у взаємозвʼязку з певною послідовністю застосування ПАЩ з різними характеристиками. Вперше запропоновано метод визначення температури розмʼякшення і плавлення волокон для регламентації температурного обмеження роботи з щітковими інструментами важкооброблюваних жароміцних сплавів, що дозволяє зберігати працездатний стан щіток. Вперше обгрунтовано умови силової взаємодії при обробці полімерно-абразивними щітками, що при зосередженій локальній ударній дії є достатнім для отримання зміцнюючого ефекту, тому такий вид фінішної обробки можна рекомендувати для тонкостінних деталей. Вперше експериментально підтверджено математичні моделі температурного і силового впливу на оброблювану поверхню, що дозволяє спрогнозувати рівень температурної і силової дії на оброблювану поверхню. Вперше запропоновано комбінувати ПАЩ різних видів як послідовно, так і одночасно для досягнення необхідної якості і високої продуктивності. Отримали подальший розвиток положення щодо технологічних можливостей обробки полімерно-абразивними щітками з метою формування високої якості і сприятливих властивостей поверхневого шару.^UThe thesis is devoted to the solution of the important scientific and technical problem of technological provision of improving the quality of the machined surfaces of complex profile and thin-walled parts, which predominate in aviation-building, medical, instrument-making and other industries, and improving the productivity of the finish stage of the technological process of manufacturing such parts with brush polymer-abrasive tools.For the first time in the thesis, mathematical models of temperature and force influence on the treated surface were experimentally confirmed. It is proposed to combine polymer-abrasive brushes (PAB) of different types both sequentially and simultaneously to achieve the required quality and high performance. A method for determining the softening and melting temperature of fibers is proposed to regulate the temperature limitation of brush tools, which allows them to remain in working condition. The conditions of force interaction in the processing with polymer-abrasive brushes are substantiated. Theoretical and practical principles of the method of machining using the tool of rotational action on the basis of polymer-abrasive fibers are provided and substantiated with systematic analysis and generalization of experience of the finishing and repair of thin-walled and complex-profile details. The rational processing modes and regularities of quality parameters change for processing of parts from different materials with PAB were established on the basis of a complex study of the surface layer characteristics and the impact of technological factors on these characteristics in connection with a specific sequence of using of PAB with different parameters.Technological recommendations were developed to use PAB on various materials (steels, aluminum and alloys based on it, heat-resistant nickel and titanium alloys), for thin-walled and complex-profile parts made of the above mentioned materials and for repair production (removal of soot, thermal-covering, oxide films, etched layer and coatings of thin-walled parts of complex spatial forms and removal of burrs from complex-profile edges).

Степанова Н. І. Обернені задачі ідентифікації силових впливів, включень та розрізів у тонкій пластині. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук (доктора філософії) за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара Міністерства освіти і науки України, м. Дніпро, 2019.Дисертаційну роботу присвячено розробці методу обернених задач щодо ідентифікації силових впливів та дефектів у тонкій пластині за результатами спостереження за її напружено-деформованим станом.В роботі побудовано модель деформування спостережуваної тонкої пластини за наявністю включень, розрізів, дії зосереджених сил в умовах навантажень, близьких до критичних.Застосовано варіаційний підхід, що базується на формулюванні повного функціоналу енергії пластини, до якого приєднано додаткову умову близькості обчисленого та спостережуваного станів. Параметри моделі описано за допомогою характеристичних функцій.Розроблено чисельний метод та побудовано ітераційний алгоритм розв'язання задачі ідентифікації, що поєднують скінченно-елементну дискретизацію моделі пластини, лінеаризацію за допомогою методу продовження по параметру навантаження, теорію оптимального розбиття множин та метод Ньютона-Рафсона для визначення параметрів моделі.Розвинуто підхід щодо моделювання розрізу у пластині на основі моделі суцільної пластини з лінією, уздовж якої задані стрибки переміщень та кутів повороту, визначення яких відбувається із розв'язання оберненої задачі шляхом задоволення статичних умов на берегах розрізу.За допомогою розробленого підходу розв'язано задачі ідентифікації локальних силових впливів, жорстких включень, поздовжніх й поперечних розрізів. Досліджено ефективність запропонованого підходу в залежності від параметрів дефектів.Ключові слова: тонка пластина, обернена задача, ідентифікація, включення, зосереджена сила, розріз, функція Лагранжа, метод скінченних елементів.^UStepanova N. Inverse problems of identification of force effects, inclusions and cuts in a thin plate. – Qualification scientific work presented as a manuscript. Thesis for Science Candidate Degree in Physics and Mathematics by specialty01.02.04 – Mechanics of the Deformable Solids (Physics and Mathematics). – Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, 2019.This thesis is devoted to the development of the method of inverse problems for the identification of force influences and defects in a thin plate by the results of observation of its stress - strain state. The model of deformation of the observed thin plate by the presence of inclusions, sections, action of local forces under conditions of loads close to critical ones is constructed in the thesis.The variational approach is applied that based on the formulation of the full functional of the energy of the plate, to which an additional condition is attached, which determines the closeness of the real and observed states of the plate, and the unknown parameters of the model are described by means of characteristic functions.A numerical method is developed and an iterative algorithm for solving the identification problem combining finite element discretization of the plate model, linearization using the load parameter extension method, the theory of optimal partitioning of the sets and the Newton-Rafson method are developed.An approach has been developed to model a cut in a plate based on a solid plate model with a line along which the specified jumping of displacements and angles of rotation that determined by solving the inverse problem by satisfying the static conditions on the edges of the cut.With the developed approach, the tasks of identification of local power influences, rigid inclusions, longitudinal and cross cuts are solved. The effectiveness of the proposed approach is studied depending on the defect parameters.Keywords: thin plate, inverse problem, identification, inclusion, local force, crack, Lagrange function, finite element method.

У роботі міститься вирішення актуальної наукової проблеми механіки деформівного твердого тіла. Ця проблема полягає у створенні теоретичних основ мікромеханікидеформування нових матеріалів мережевої просторово-волоконної структури та механіки контактної взаємодії пружних тіл із урахуванням мікромеханічних моделей шорсткості та інших проміжних або поверхневих шарів. На основі розроблених удосконаленихпідходів мікромеханіки просторових мережевих систем одновимірних елементів розроблені моделі деформування нових нетрадиційних матеріалів, а також методи розв'язаннясистеми розв'язувальних співвідношень. Запропоновано концепцію шляхів максимального просування, за допомогою якої було здійснено обґрунтоване поєднання мікро- тамакрокінематики. Cформульовано варіаційний принцип мінімуму осередненої енергіїдля визначення рівноваги мікромереж та відгуку матеріалу.Розроблені методи і моделі для дослідження контактної взаємодії складнопрофільних тіл із урахуванням мікромеханічних властивостей поверхневих і проміжних шарів, які визначають їхню локальну контактну нелінійну жорсткість. У результаті одержано структурно-фізично нелінійні співвідношення. Для їх розв'язання розроблено методи додаткових зазорів та змінних параметрів податливості. Установлені якісно новізакономірності впливу на розподіл контактного тиску профілю контактуючих тіл та властивостей проміжного шару.Із застосуванням створених методів, моделей та засобів досліджень розв'язано низку модельних та прикладних задач.Ключові слова: механіка деформівного твердого тіла, матеріал із мережевою структурою, гомогенізація, шлях максимального просування, нетканий матеріал, складнопрофільнетіло, метод додаткових зазорів, контактна взаємодія, контактний тиск, проміжний шар^UThe work delivers solution to a relevant scientific problem of solid mechanics. It consistsin developing theoretical basis of micromechanics of new materials with spatial fiber networkmicrostructure that undergoes deformations and contact interaction of elastic bodies withaccount for micromechanical models of roughness and other intermediate or surface layers.A unified approach has been developed to solve the formulated problems. It connectsmicro- and macroscale models of material deformation for network microstructures in the bulkof a solid and contact interaction of bodies with rough or microstructurally modified surfacesand intermediate layers. The mathematical formulation is derived in a form of variationalprinciples that lead to a well-posed problems of nonlinear optimization.The advanced approach to the micromechanics of spatial network structures of elongatedone-dimensional elements have been used to develop novel material models. Thecorresponding numerical methods have been proposed to solve the obtained systems ofequations. The new micromechanical approach to the elastic homogenization of permanentlybonded networks accounts initial orientation of the fibers and introduces a vectorial variable forthe microstretch. It distinguishes this model from the rest of the alternative theories that arebased on a simplified representation of the network. A totally new concept of maximal advancepaths have been proposed. This have led to a well-justified kinematical relation between microand macrodeformations. The obtained equation restricts kinematically admissible rotations andelongations of the fibers to the actual macroscopic deformation gradient. The variationalprinciple of minimum averaged energy forms the equilibrium conditions for the networkresponse and the homogenized response of the material. A fundamentally new mechanism ofirreversible deformations and failure was introduced for the discrete models of nonwoven P:\Dissery\2014-Dissery\Diss-KK\!!!!!!!!!!-JORDAN2020\DDKK_mater_fromHome\Avtoref_DDKK_28_01__20_Madrid.doc43materials. It models the relative sliding of connected fibers and their consequent pull-out.New methods and models have been developed for the analysis of contact interaction ofcomplex-shaped bodies with account for the micromechanical properties of surface andintermediate layers characterized by nonlinear local contact stiffness. A set of structurally andphysically nonlinear relations have been derived. A weak problem statement has beenformulated as a minimum principle for the complementary energy in terms of the variablecontact pressure distribution. The problem has been discretized by means of a boundaryelement approximation. The derived set of algebraic equations and inequalities is solved by thenewly developed methods of auxiliary gap and variable compliance. The effect of thegeometrical shape and intermediate layer properties on the distribution of the contact pressurehave been studied for representative cases. As a result qualitatively new regularities have beendiscovered.An inverse problem statement has been derived for the justification of the contactgeometry. A correction of geometry profile by specially adjusted additional external loads hasbeen proposed in order to achieve the desired distribution of the contact pressure.The developed methods and models as well as the numerical analysis tools have beenapplied to a series of model and applied problems. The deformation behaviour of novelmaterials with network microstructures of one-dimensional elements has been determined.Macroscopical properties of these materials have been evaluated based on the specialmicroscopic models and the homogenization methods. Regularities in contact distribution andits dependence on geometrical and physical factors have been determined for various complexshaped bodies. New design solutions for machine elements that improve their strength anddurability have been justified. The developed methods and analysis tools have been introducedinto the design of new engineering products. Their implementation resulted in improvedtechnical characteristics of protection, structural and functional elements of transport vehicles ofspecial purpose, gear transmissions, technical equipment, hydrovolumetric drives and so on.The conducted computational and experimental studies showed good agreement with thereal response of network materials and the observed behavior of interacting elastic bodies withintermediate contact layer.Two major scientific fields have been established: micro-macro mechanics of materialswith random network microstructures composed of one-dimensional elements of enthalpic andentropic response; structurally and physically nonlinear problems of contact interaction ofcomplex-shaped bodies with nonlinear intermediate layer.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 – «Геотехнічна і гірнича механіка». – Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, 2021.Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого наукового завдання в області вуглевидобутку, а саме визначенню закономірностей деформування газонасиченого вуглепородного масиву навколо очисної виробки задля знаходження зони міграції вільного метану.Уперше встановлено, що відношення логарифмів відносних величин поточної та остаточної проникності газонасиченого вуглепородного масиву прямо пропорційне його еквівалентному напруженому стану та міцносним характеристикам позамежного деформування, що дозволяє створити прогнозну числову геомеханічну модель колекторських шляхів міграції метану.Поставлено і вирішено задачу щодо виявлення зон максимальної розпушеності та тріщинуватості породного масиву, який знаходиться під впливом лави. На основі комплексного аналізу та проведених досліджень розроблено методику прогнозування колекторів для міграції метану у породному масиві при відпрацюванні вугільних пластів.^UThe thesis for the degree of Candidate of Technical Science in the specialty 05.15.09 – “Geotechnical and Mining Mechanics”. – Dnipro University of Technology, Dnipro, 2021.The dissertation is devoted to the important scientific problem solution in the field of coal mining, namely in determining the patterns of the gas-saturated coal mass deformation, which located around the mining excavation, in order to find the migration zone of free methane.For the first time, it is established that the ratio of relative values logarithms of current and final permeability of gas-saturated coal mass is directly proportional to its equivalent stress state and strength characteristics of out-of-bounds deformation. These date allow to create a predictive numerical geomechanical model of methane reservoir migration paths.The problem of identifying zones of the rock mass maximum loosening and fracturing, which is under the lava influence, is set and solved. Based on the complex analysis and the carried-out researches the technique of methane reservoirs migration forecasting in a rock mass during coal seams excavation is developed.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук заспеціальністю 05.15.09 - «Геотехнічна і гірнича механіка». Національнийтехнічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, 2021.У дисертації вирішене актуальне науково-технічне завдання визначеннянесучої здатності паль, у яких розміщено колектори теплових насосів зврахуванням циклічного замерзання – відтаювання прилеглого до паль ґрунту.Запропоновані і обґрунтовані методики визначення несучої здатностіпаль, у яких розміщено колектори теплових насосів за даними натурнихдосліджень та за розрахунком.Методика визначення несучої здатності енергетичних паль за даниминатурних випробувань відрізняється від загальновідомої тим, що передпочатком випробувань за викладеною в українських нормативних документахметодикою, слід провести обумовлену програмою випробувань кількість циклівзаморожування – відтаювання прилеглої до паль основи.Методика визначення несучої здатності енергетичних паль зарозрахунком включає у себе: визначення можливості промерзання основи,визначення впливу на міцність прилеглого до палі ґрунту його циклічногозаморожування - відтаювання та підрахунок несучої здатності палі.Результати проведених досліджень використані у методиках визначеннянесучої здатності енергетичних паль та впроваджені у практику виробництва натаких підприємствах: «Завод Електронпобутприлад» та ТзОВ«Львівкомплексбуд» у м. Львові.^UThe dissertation on competition of a scientific degree of the candidate oftechnical sciences on a specialty 05.15.09 - "Geotechnical and mining mechanics".State Higher Educational Institution National Technical University "DniproPolytechnic", Dnipro, 2021.In the dissertation the actual scientific and technical problem of definition ofbearing property of piles in which collectors of heat pumps taking into account cyclicfreezing - thawing of the soil adjoining to piles is placed is solved.The methods of determination of bearing capacity of piles in which collectorsof heat pumps are placed according to field research and by calculation are offeredand proved.The method of determining the load-bearing properties of energy pilesaccording to field tests differs from the well-known one in that before testingaccording to the method described in Ukrainian regulations, the number of freezingcycles stipulated by the test program should be carried out.The method of determining the bearing properties of energy piles bycalculation includes: determining the possibility of freezing of the base, determiningthe effect on the strength of the soil adjacent to the pile of its cyclic freezing andthawing and calculating the bearing properties of the pile.Regularities obtained as a result of research, used in the methods ofdetermining the bearing properties of energy piles and implemented in the practice ofproduction at the following enterprises: "Plant Electronpobutprilad" and LLC"Lvivkompleksbud" in Lviv.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.17 «Будівельна механіка» (19 – Архітектура та будівництво). – Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» Міністерства освіти і науки України, Дніпро, 2020. Розвинуто метод рою частинок для визначення місць раціонального розташування демпферів сухого тертя у багатоповерхових каркасних будівлях для підвищення їх сейсмічної стійкості. Досліджено вплив значень параметрів методу рою частинок на його практичну збіжність при пошуку екстремумів тестових функцій. Виконано порівняльний аналіз методу рою частинок та генетичного алгоритму.Виконано чисельне динамічне моделювання багатоповерхового каркасного будинку у ПК ЛІРА-САПР. Визначено раціональне розташування демпферів, яке забезпечує найшвидше згасання коливань. Виконано порівняльний аналіз динамічних характеристик каркасних будівель, виготовлених із залізобетону та полімербетону.Розроблено аналітичну динамічну модель багатоповерхового каркасного будинку із демпферами сухого тертя. Розроблено математичну модель сейсмічного навантаження. Досліджено нестаціонарні коливання будинку під дією періодичних і сейсмічних навантажень. Одержано чисельні розв'язки нелінійних динамічних рівнянь за допомогою методу Рунге-Кутти. Визначено місця раціонального розташування демпферів сухого тертя. Досліджено динамічні характеристики будинків, каркас яких виготовлено із залізобетону та полімербетону.Результати дисертації можуть використовуватись при розробці проектів будинків і споруд із підвищеною стійкістю до сейсмічних і динамічних навантажень.Ключові слова: сейсмостійке будівництво, демпфери сухого тертя, полімербетонні будівлі, динамічні навантаження, нестаціонарні коливання, раціональне проектування, ройовий інтелект.^UThe dissertation is devoted to the prediction of rational locations of friction dampers in multi-storey buildings to enhance their resistance to seismic and dynamic loads using the methods of swarm intelligence.The method of particle swarm optimization is further developed in application to the tasks of rational design of buildings and structures. The explicit formulas for evaluation of the particles positions in the solution space are presented. Restriction conditions are specified so that to define the search area. Different types of boundary conditions governing the behavior of a particle when its coordinates fall outside the solution space are analyzed. Criteria for the termination of the search process are formulated. For a practical verification of the method of particle swarm optimization, some benchmark functions are considered. A comparative analysis of the particle swarm optimization procedure and the genetic algorithm is presented.Numerical models of multi-storey buildings with dry friction dampers are further developed. The simulations were performed using the FEM package LIRA-SAPR. Modal analysis determines the frequencies and periods of natural vibrations. The seismic analysis is performed and the maximum horizontal displacements of the top of the frame are determined. The problem of the rational location of friction dampers is studied in a case of periodic load applied horizontally to the foundation of the structure. The load frequency is assumed to be equal to the fundamental frequency of the first normal mode, which ensures the most dangerous case of the resonance. The objective function is the displacement amplitude of the top of the frame. The problem of the rational location of friction dampers is solved by the method of particle swarm optimization. Dynamic properties of the polymer concrete frame building are studied and the seismic analysis is performed using the FEM package in LIRA-SAPR.Analytical models describing the dynamic behavior of multi-storey frame buildings with dry friction dampers are further developed. The calculation model is adopted in a form of a vertical cantilever rod with lumped masses. The governing system of differential equations of motion is introduced and futher integrated numerically by the Runge-Kutta method. In order to justify the applicability of the proposed analytical model, its natural frequencies are compared with the results of the modal analysis of the original structure performed in LIRA-SAPR.The problem of a rational location of friction dampers in the six-storey frame building using the proposed lumped mass model is considered. There are two types of objective functions that need to be minimized: 1) the maximal displacements of the floors and 2) the maximal inter-storey drifts.The case of a periodic load with a frequency equal to the fundamental frequency of the structure is considered. The rational locations of the dampers are. The same solution is obtained for the both objective functions implying the installation of the all three dampers at the floor 1.The seismic acceleration is simulated by a stochastic Gaussian process as a superposition of harmonic waves with discrete frequencies and random phases. The spectral energy density of the earthquake is described by the empirical Kanai-Taimi model. Based on the proposed model, accelerograms for different types of soils are developed.Non-stationary vibrations of the six-storey frame building under the seismic load are investigated. The minimal displacements are achieved installing the dampers at the floors 1, 3, 4, whereas the minimal inter-storey drifts require installation of the dampers at the floors 1, 2, 3. The latter solution provides also the minimal accelerations of the building.The dynamic properties and the natural frequencies of a six-storey polymer concrete building are studied. The floors displacements, the inter-storey drifts and the accelerations of the floors are determined. A comparative analysis of the obtained results for the reinforced concrete and the polymer concrete buildings is presented.The developed dynamic models and the methods of simulation of buildings with friction dampers can be used in the design of houses and structures with enhanced resistance to seismic and dynamic impacts, as well as for the reconstruction of existing buildings to increase their seismic protection.