В останні десятиліття в аерокосмічній галузі широко застосовуються композитні конструкції, проте на початку 21 століття спостерігається стрімке їх зростання. Найбільші компанії в аерокосмічній галузі нарощують обсяги застосування композитів (КМ) у конструкціях, і на сьогоднішній день обсяги КМ сягає 50 %. Різні елементи літальних апаратів і навіть високонавантажені конструкції, такі як лонжерони, нервюри, обшивка тощо, в даний час виготовляються з композитів. В першу чергу, це пов'язано з можливістю значно знизити масу конструкції та виробничі витрати. Передові технології інженерного програмного забезпечення надають можливість вирішувати найскладніші задачі. Одним з основних напрямків досліджень композитів є оптимізація структури композита за рахунок поліпшення відносної міцності та відносної жорсткості КМ, а також підвищення ефективності виробничих процесів. Існує безліч методів оптимізації структури, але в даний час топологічна оптимізація є найбільш концептуальним і перспективним методом. Мета роботи - проаналізувати та оцінити підхід до проектування нервюр крила з симетричними шаруватими пластинами з різною орієнтацією волокон на основі топологічної оптимізації. Для цього вирішувалися наступні задачі: визначено модель топологічної оптимізації, яка базувалася на максимальній жорсткості з заданими обмеженнями обсягу; проведено оптимізацію за допомогою методу твердотільного ізотропного матеріалу з застосуванням моделі штрафних функцій (SIMP) і техніки фільтрації, в результаті чого отримано топологічні структури нервюр крила з різною орієнтацією волокон. Топологічна структура та жорсткість нервюри крила залежать від орієнтації волокон. Проведено аналіз можливого згладжування нервюр крила багатошарової композитної структури. Згладжування було реалізовано за допомогою програмного продукту ANSYS, який підтвердив антидеформувальну здатність топологічної конструкції та продемонстрував можливість розробки нервюр крила.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.413-043

Рубрики:

Двоконтурні турбореактивні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянутий метод полягає в аналізі віброакустичного сигналу (ВАС), який генерується компресором газотурбонагнітача (ГТН) під час роботи дизеля під навантаженням. Спектральний аналіз показує, що лопатки компресора генерують коливання, які завжди присутні в спектрі загальної вібрації ГТН незалежно від його технічного стану. Відповідна цим коливанням "лопаткова" гармоніка в спектрі визначається за допомогою методу обмежень. Розрахована миттєва частота обертання ротора ГТН надає можливість проаналізувати амплітуду основної гармоніки в спектрі. Для числового аналізу амплітуди основної гармоніки усувається витік потужності дискретного спектра. Подальший аналіз амплітуди основної гармоніки надає можливість оперативно оцінити рівень вібрації ротора під час експлуатації. Першу частину експерименту було проведено на судновому головному дизелі 5S60MC за частоти обертання колінчастого валу 85 об/хв. Проведено запис та аналіз ВАС турбонагнітача TCA 66-20072. Аналіз показав можливість високоточного знаходження головної частоти обертання та відносної амплітуди коливань валу турбонагнітача. Другу частину експерименту проведено на дослідному стенді, який базується на двигуні КамАЗ-740.10 з оригінальною системою наддуву. Як агрегат наддуву використовується турбокомпресор типу ТКР-11. У результаті експерименту доведено, що метод діагностування роботи турбокомпресора, що базується на аналізі ВАС, може бути поширений і на турбокомпресори високообертових двигунів. При цьому в спектрі вимірюваного сигналу присутні яскраво виражені частоти, які надають можливість точно визначити частоту обертання колінчастого валу, а вимірювання сигналу ззовні компресора, близько до його корпусу, надає можливість так само точно отримати всі необхідні діагностичні ознаки, як і при вимірюванні сигналу безпосередньо на вході в колесо компресора. Метод може бути використаний на практиці. Для його реалізації досить смартфона та комп'ютера зі спеціальним програмним забезпеченням. Запропонований метод може бути закладений в основу системи постійного моніторингу частоти та рівня вібрації газотурбонагнітача морського дизеля.

Реализация высоких требований, предъявляемых к современным газотурбинным двигателям (ГТД), зависит от совершенства входящих в их состав узлов. Надежность работы двигателя во многом определяется запасом газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора. Выполнен обзор и анализ некоторых из наиболее распространенных подходов к определению границы области ГДУ компрессора расчетным путем. На основе проведенного анализа показано, что наиболее пригодными для практики расчетных исследований на этапе проектирования и доводки компрессора являются фактор диффузорности и эквивалентный коэффициент диффузорности (ЭКД). Однако в разных литературных источниках приведены разные диапазоны предельных значений этих критериев, соответствующие границе ГДУ, что в свою очередь может существенно повлиять на запас устойчивости компрессора. В связи с этим возникает необходимость определения предельных значений названых критериев диффузорности, которые могут быть использованы как при проектировании компрессора, так и при построении модели ГТД с использованием повенцового описания лопаточных машин. Для анализа этих критериев выполнен расчет двумерного течения в осевом многоступенчатом компрессоре современного двухконтурного двигателя с использованием программного комплекса AxSym, разработанного на кафедре Теории авиационных двигателей Национального аэрокосмического университета им. Н. Е. Жуковского "ХАИ". Проведено сопоставление расчетных данных с результатами физического эксперимента. Установлены особенности изменения фактора диффузорности и ЭКД от режима работы компрессора. Предложены зависимости, позволяющие аппроксимировать значения данных критериев в зависимости от частоты вращения для данного компрессора. Приведены рекомендации, уточняющие предельные значения фактора диффузорности и ЭКД для различных режимов работы компрессора.

Фінішна обробка хвилеводів (притуплення гострих крайок, видалення задирок, полірування місць зварювання або пайки каналу та фланців) проводиться з метою усунення всіх дефектів поверхні, які утворилися на попередніх операціях, і надання їй необхідної шорсткості, яка впливає на величину активних втрат потужності. В більшості випадків прямокутних хвилеводів складної просторової форми з кутовими зварними переходами, фінішне оброблення каналу виконується вручну або засобами малої механізації. Альтернативою для фінішної обробки каналів хвилеводів є анодно-абразивне вібраційне хонінгування, абразивно-екструзійна обробка, обробка на спеціальних притиральних верстатах, гідроабразивне прокачування. Ці методи відрізняються низькою продуктивністю, вимагають складного обладнання, мийку оброблених поверхонь, і застосовуються лише до прямих хвилеводів або тих, які мають плавний вигин. Попередні дослідження полірування каналу хвилеводів йоржиковою полімерно-абразивною щіткою показали хороші результати щодо шорсткості, продуктивності та електропараметрів. Для автоматизації фінішної обробки хвилеводів, що мають прямолінійну форму або один простий прямокутний згин, запропоновано виконувати її на горизонтально-фрезерному верстаті з ЧПК. Для обробки хвилеводів послідовно застосовували 2 типи полімерно-абразивних щіток фірми "Osborn": йоржикову та кінцеву. Обробка передбачала полірування каналу в місцях зварних швів і фланцю, видалення задирок безпосередньо після механічної обробки на тому ж верстаті, на якому виконувалось фрезерування фланців хвилеводів. Також для механізації фінішної обробки хвилеводів складної конструкції (більш одного згину) запропоновано замінити операцію послідовного ручного полірування за допомогою засобів малої механізації на полірування на спеціальній установці. Траєкторія руху інструменту забезпечувалась копіром. Ця установка також забезпечує визначений натяг автоматично та має можливість коректувати його через поступове зношення інструменту. В результаті вдосконалення фінішної обробки повністю було видалено ручне полірування хвилеводу, геометрія та шорсткість каналу значно покращилися. Розроблення спеціального устаткування надало можливість значно (в 3 - 5 разів) скоротити час і зменшити людський вплив на точність обробки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.24

Рубрики:

Оптичні властивості напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О53-060.17 + О53-034

Рубрики:

Літаки. Літакобудування

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К663.033

Рубрики:

Металізація металів розпилюванням (шоопірування)

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ставиться та вирішується задача оптимізація життєвого циклу нової техніки (аерокосмос, продукція машинобудування та інше) в складних економічних умовах. Мета дослідження - розробка методу скорочення життєвого циклу створення складної техніки. Предметом дослідження є планування та управління життєвим циклом складної техніки в умовах жорсткої конкуренції та стохастичної поведінки ринку збуту високотехнологічної продукції. Показано протиріччя між плановим характером сучасного виробництва, яке працює в умовах Industry 4.0 і стохастичною поведінкою ринку збуту продукції. Це протиріччя призводить до актуальності короткострокових планів виробництв, які мають мінімальні ризики. Тому планування виробничої системи здійснюється на портфель замовлень, який можна реалізувати в короткостроковий термін. При плануванні нових замовлень необхідно проводити скорочення життєвого циклу створення нової техніки шляхом проведення аналізу основних етапів: проектування, підготовка виробництва, виробництво. Запропоновано оптимізаційну модель вибору заходів (проектних дій) на початковому етапі життєвого циклу. Для формування множини, з якої здійснюється вибір альтернативних варіантів заходів, використовуються оцінки експертів, які впорядковуються з урахуванням важливості показників часу, конкурентоспроможності, інноваційності, витрат і ризиків. Проведено моделювання скорочення життєвого циклу створення нової техніки в умовах обмежених можливостей виробництва, яке створює високотехнологічну продукцію. Використано наступні математичні моделі та методи: системний аналіз, оптимізацію за допомогою цілочислового програмування, багатокритеріальну оптимізацію, експертні оцінки, імітаційне моделювання, агентне моделювання, оцінки ризиків. Метод надає можливість шляхом планування скорочення життєвого циклу створення нової техніки та управління ресурсами створити конкурентоспроможну продукцію в умовах обмежених можливостей.

Проаналізовано особливості умов роботи методів і засобів оцінки взаємної затримки та кутового положення джерела випадкового широкосмугового сигналу (ШСС) при його прийомі двома просторово-рознесеними датчиками. Увагу приділено моделюванню можливих негаусових завад та аналізу їх впливу на результати оцінки. Передбачається, що цифрова обробка прийнятих сигналів виконується на ділянках певної тривалості (частки секунди). Перша особливість полягає в тому, що, на відміну від багатьох інших застосувань взаємно-кореляційної обробки прийнятих ШСС або їх аналогів, інформаційна складова характеризується можливою нестаціонарністю як в плані потужності та, відповідно, відношення сигнал-шум, так і спектрального складу коливань. Друга особливість полягає в тому, що як внаслідок можливих низьких відношень сигнал-шум на окремих ділянках, так і в результаті впливу негаусових завад, що зазвичай мають розподіл із важкими хвостами, можливі аномальні оцінки взаємної затримки та кутового положення джерела. У таких ситуаціях бажано застосовувати метод оцінки взаємної затримки випадкових ШСС, який буде стійким до негаусових завад і виключить аномальні оцінки або хоча б у максимальному ступені знизить ймовірність їх появи. Мета роботи - дослідження можливостей використання інших мір подібності та аналіз ефективності обробки. Показано, що це можливо досягти за рахунок застосування методів на основі стійких відстаней. Проаналізовано ефективність різних модифікацій запропонованого методу залежно від інтенсивності та імпульсивності завад. У відповідності до різних критеріїв оцінено ефективність оброблення та показано необхідність автоматичного отримання відомостей про характеристики завад. Дослідження проведено з використанням тестового ШСС. Сформульовано завдання, які необхідно вирішувати в першу чергу для забезпечення високої ефективності обробки. Результати, отримані в процесі моделювання, можуть бути використані у багатьох технічних сферах, де застосовується обробка прийнятого сигналу за несприятливих умов.