Технічні науки та технології

Технічні аспекти забезпечення сейсмічної стійкості сучасних конструкцій

Юрій Максим’юк — 2024-12-30

У контексті глобальної урбанізації та збільшення частоти сейсмічних подій забезпечення сейсмостійкості споруд стає одним із ключових викликів у сфері цивільного будівництва. Аналіз сучасних технічних рішень для підвищення сейсмічної стійкості споруд, з акцентом на інноваційні матеріали, конструктивні системи та технології сейсмоізоляції. Дослідження базується на порівняльному аналізі сучасних інженерних рішень, аналізі літературних джерел та прикладних прикладів з реального будівництва, з використанням систематичного підходу до оцінки їхньої ефективності. Представлено огляд новітніх матеріалів, таких як високоміцний бетон та еластомерні підкладки, конструктивних рішень, зокрема базової ізоляції та систем розсіювання енергії, а також технологій інтеграції сейсмоізоляції в архітектурний дизайн споруд. Аналіз демонструє, що використання цих рішень значно покращує здатність будівель витримувати сейсмічні навантаження. Запропоновано комплексний підхід до інтеграції інноваційних матеріалів та технологій у проєктування та будівництво сейсмостійких споруд, що може слугувати основою для подальшого розвитку стандартів у цій сфері.

Використання тонкодисперсного склопорошку як часткова заміна цементу та вплив його на міцнісні характеристики бетону

Оксана Бердник — 2024-12-30

Бетон є найпоширенішим будівельним матеріалом, який виробляється комерційно, і його популярність стрімко зростає з кожним днем [1–3]. Основні складові, що використовуються у виробництві бетону - це цемент, крупний та дрібний заповнювач, вода, добавки [4–6]. Ці матеріали є необхідними для будівельної галузі [7–10]. Для покращення різних характеристик бетонної суміші застосовують активно-мінеральні добавки (АМД), такі як гранульований доменний шлак, зола-виносу, кремнезем тощо.

Кількість скляних відходів, що утворюються, поступово зросла в останні роки. Більшість скляних відходів має обмежений термін служби і викидається на полігони, але воно повинно бути повторно використане для зменшення екологічних проблем, оскільки не є біорозкладним [11–13]. Переробка та зменшення кількості відходів є ключовими частинами системи управління відходами, оскільки вони сприяють збереженню природних ресурсів, зменшенню потреби в площах для сміттєвих полігонів і зниженню забруднення води та повітря [14].

Наразі ведеться багато досліджень, спрямованих на модифікацію та покращення властивостей бетону шляхом додавання різних типів матеріалів, а саме порошку скляного бою, оскільки він виявляє пуцоланову активність і може застосовуватися як АМД. Ця стаття представляє оптимальне використання відходів скла в бетонній суміші, що сприяє підвищенню якості бетонної суміші.

У роботі використано скляний порошок з розміром частинок менше 100 мікрон. Робота була поділена на відсоткові концентрації, що варіювалися від 0 до 15 %.

Було проведено серію тестів для вивчення впливу скляного порошку на міцність бетону.

Використання сучасних геодезичних технологій для проведення оцінки земельних ресурсів у віддалених районах. .

Олена Герасимчук — 2024-12-30

У статті досліджено сучасні геодезичні технології, які використовуються для проведення оцінки земельних ресурсів у віддалених та важкодоступних районах, зокрема глобальні навігаційні супутникові системи (GNSS), безпілотні літальні апарати (БПЛА), лідарні технології та методи гібридного позиціювання. Оцінено потенціал застосування GNSS для точного координування та визначення меж земельних ділянок незалежно від погодних умов або доступності територій. Розроблено підходи до використання БПЛА для виконання аерофотознімання з високою роздільною здатністю, що дозволяє оперативно отримувати дані про стан земельних ресурсів та об’єктів. Обґрунтовано переваги застосування лідарних технологій для створення тривимірних моделей рельєфу, особливо у складних умовах, таких як густі ліси або гірські райони. Запропоновано методи гібридного позиціювання, які поєднують GNSS з інерційними навігаційними системами (INS), що гарантує безперервний збір даних навіть за відсутності супутникового сигналу. Досліджено етапи обробки геодезичних даних, включно з фільтрацією, геоприв’язкою, системним аналізом і цифровою візуалізацією, які забезпечують високу якість кінцевих результатів. Обґрунтовано необхідність інтеграції даних із різних джерел для створення комплексних ГІС, що дозволяє враховувати широкий спектр параметрів при оцінці стану земель.

Комплексний підхід до інтеграції водоохоронних зон у геоінформаційні системи міських кадастрів

Ганна Кірейцева — 2024-12-30

У статті досліджено проблему інтеграції водоохоронних зон у геоінформаційні системи міських земельних кадастрів. Проведено систематизацію та порівняльний аналіз існуючих підходів з урахуванням їхніх функціональних можливостей та обмежень. На основі аналізу практичного досвіду Житомирської міської територіальної громади розроблено програму поетапного впровадження геоінформаційної системи управління водоохоронними зонами. Запропоновано комплексні рішення для підвищення ефективності кадастрового обліку водоохоронних територій з урахуванням вимог до якості геопросторових даних.

Використання безпілотних літальних апаратів в задачах прецизійного землеробства

Віктор Ворох — 2024-12-30

Застосування безпілотних літальних апаратів (БПЛА) в сільському господарстві взагалі, а прецизійному землеробстві зокрема, з кожним роком набуває все більших форм, від посіву насіння, моніторингу їх зростання та врожайності, їх картування до обприскування посівів засобами захисту рослин (ЗЗР) і внесення добрив. В прецизійному землеробстві є можливість інтегрувати геопросторові дані, технології ГІС та ДЗЗ, штучний інтелект, Big Data, Інтернет речей та інші інноваційні рішення.

БПЛА дають можливість оперативно здійснювати моніторинг ґрунтів, аналізувати стан і динаміку посівів, відстежувати проблемні ділянки, які потребують управлінського втручання, оцінювати ефективність тих або інших агротехнічних прийомів, дають можливість доступного одержання фотограмметричної інформації, знімків високої розрізненості тощо. Сучасні БПЛА є доступними для аграріїв, не тільки надають актуальну інформацію про стан і динаміку зростання рослин, але й захисну обробку полів і багаторічних насаджень пестицидами. Вони дозволяють отримати геоприв’язані дані про стан вирощуваних сільськогосподарських рослин, що істотно допомагає аграріям для одержання високих врожаїв. Зокрема, БПЛА, оснащені мультиспектральними і RGB-камерами дають можливість оперативного одержання зображень сільськогосподарських культур в ближній інфрачервоній частині спектра, забезпечуючи при цьому моніторинг стану вегетації та здоров’я рослин. Зйомка з БПЛА є набагато більше деталізованою, на відміну від космічних знімків, розрізнення можливе навіть e сантиметрах на точку, за рахунок висот польоту від 100 до 600 метрів над поверхнею землі.

Описано використання БПЛА для прецизійного землеробства. Розглянуто методи моніторингу полів за допомогою БПЛА. Впровадження технологій зйомки з БПЛА дозволяє створювати електронні карти полів і оперативно приймати управлінські рішення при ускладненні ситуації. Індекс NDVI, що отримується за допомогою БПЛА більш повно і детально відбиває поточну ситуацію на кожній ділянці поля, чого важко досягти за допомогою супутникової зйомки.

Визначено, що наша країна має потенціал до використання БПЛА в сільському господарстві з огляду на технічні, економічні та людські ресурси.

Топографо-геодезичне забезпечення оцінки технічного стану доріг, пошкоджених внаслідок військової агресії.

Олександр Цвик — 2024-12-30

В останні десять років безпілотні літальні апарати здобули значну популярність, особливо в найбільш розвинених країнах світу. Топографо-геодезичні роботи були проведені шляхом здійснення геодезичних вимірювань на місці, після чого отримані дані були оброблені та внесені до картографічного матеріалу. Стан поверхневого покриття досліджуваної дороги (дорога Т0403) є незадовільним. Встановлено, що впровадження інформаційної системи управління для оцінки технічного стану доріг, пошкоджених унаслідок військової агресії, дозволяє ухвалювати ефективні рішення та сприяє раціональному розподілу фінансових і матеріальних ресурсів.

Дослідження енергетичних характеристик спіралеподібних турбін для систем охолодження ядерних установок

Олександр Герба — 2024-12-30

В умовах сучасних загроз, особливо за обставин воєнного стану під час війни з росією, безпека атомних електростанцій потребує підвищених заходів захисту та вимог до надійності систем безпеки. Забезпечення безперебійного живлення систем охолодження, вентиляції, аварійного реагування та контролю стану реакторів є критичним для запобігання катастрофічним наслідкам. Однією з ключових проблем є ризик раптового відключення енергопостачання через зовнішні фактори або пошкодження інфраструктури. У таких ситуаціях автономні генератори стають необхідним засобом забезпечення безпеки. У статті розглянуто конструктивні особливості спіралеподібних турбін, аналізуються результати проведених досліджень та можливості їх застосування, зокрема для роботи з водяними потоками низького напору. Для експериментального аналізу використовувалася спеціальна лабораторна установка, яка дозволяє моделювати різні умови водного потоку. Проведено серію експериментів для оцінки таких параметрів, як швидкість обертання турбіни, вихідна напруга та ефективність генерації електроенергії за різних режимів навантаження та рівнів води. Висвітлено перспективи інтеграції спіралеподібних турбін у системи резервного енергопостачання ядерних об’єктів. Завдяки своїм конструктивним особливостям ці турбіни можуть ефективно працювати в потоках із мінімальним напором води, що дозволяє застосовувати їх у замкнених системах циркуляції або для аварійного відведення тепла з активної зони реакторів. Це сприяє підвищенню автономності систем контролю та забезпечує додаткове джерело живлення для критично важливих вузлів, що мінімізує ризики перегрівання ядерного палива в разі відмови основних електричних систем. Таким чином, запропоновані рішення зі спіралеподібними турбінами сприяють підвищенню стійкості ядерних об’єктів до зовнішніх впливів, забезпечують автономність та мінімізують ризики аварійних ситуацій в умовах нестабільного енергопостачання.

Автономна вітроенергетична установка з аеродинамічним мультиплікуванням на базі асинхронного генератора з фазним ротором зі збудженням від інвертора напруги

Гліб Стрункін — 2024-12-30

Проведено аналіз методів підвищення ефективності перетворення вітрової енергії в електричну у вітроенергетичних установках. Розглянуто безмультиплікаторні схеми, що дозволяють підвищити ефективність аеромеханічного перетворення енергії вітру. Наведено історичні відомості розвитку систем з аеродинамічним мультиплікуванням. Виявлено перспективність використання систем з неповним перетворенням енергії. Запропоновано нову структуру автономної вітроенергетичної установки з аеродинамічним мультиплікуванням на базі асинхронного генератора з фазним ротором зі збудженням від автономного інвертора напруги.

Процесний підхід до діагностування технологічних середовищ оливонаповненого обладнання атомної електростанції

Сергій Зайцев — 2024-12-30

Стаття є оглядовою. У цьому дослідженні розглянуто основні стани технологічних середовищ під час їх експлуатації в оливонаповненому обладнанні енергопідприємств, зокрема в підрозділах атомної електростанції (АЕС). Як технологічне середовище розглянуто газоподібні, рідкі, тверді речовини або їх суміші, що знаходяться в оливонаповненому обладнанні для забезпечення його функціювання в таких видах його оперативних станів, як робота за призначенням, резервування, консервація, технічне обслуговування і ремонт, або видаляються з цього обладнання примусово або мимоволі в інше обладнання або в навколишнє середовище. До таких технологічних середовищ віднесено, зокрема, трансформаторні й турбінні оливи, охолоджуюча вода, газоподібний водень. Отримані результати дозволяють: удосконалити процесний підхід до діагностування газоподібних, рідких, твердих технологічних середовищ у процесі їх експлуатації в оливонаповненому обладнанні АЕС України на підставі результатів визначення показників якості цих технологічних середовищ; підвищити достовірність такого діагностування з урахуванням станів технологічних середовищ в оливонаповненому обладнанні. Удосконалено принципову схему розподілу технологічних середовищ в турбогенераторі типу ТВВ з водневим охолодженням ротора і статора та водяним охолодженням обмотки статора.

Бездатчикова система керування машиною подвійного живлення на основі фільтра Калмана.

Олег Клюєв — 2024-12-30

У статті розроблена бездатчикова система керування машиною подвійного живлення (МПЖ), у якій замість окремих ідентифікаторів змінних стану застосовується фільтр Калмана (ФК), який оцінює всі необхідні для векторного керування за колом ротора змінні електричної машини: проєкції вектора потокозчеплення статора на ортогональні осі, кутову швидкість обертання ротора та його кут повороту відносно статора. Вхідними впливами спостерігача прийняті тільки керуючі напруги роторного кола, а проєкції вектора нерегульованої напруги статора введені до складу матриці стану спостерігача Калмана як величини, що функціонально залежать від кута повороту ротора. Такий підхід дозволив синтезувати спостерігач Калмана, при якому відсутні автоколивання в процесі регулювання швидкості й система керування зберігає асимптотичну стійкість при різних рівнях стабілізації швидкості.

Програмно-апаратний комплекс для експериментальних досліджень системи двокоординатного позиціонування додаткової відеокамери бпла

Володимир Войтенко — 2024-12-30

БПЛА протягом тривалого часу використовуються для вирішення завдань, коло яких постійно розширюється завдяки досягненням у галузі електронних систем, комп’ютерного зору, штучного інтелекту та ін. Тому подальші дослідження з метою удосконалення БПЛА та його складових мають важливе значення. Однією із суттєвих проблем, пов’язаних із використанням БПЛА, є напруга пілота-оператора під час виконання довготривалих пошукових і розвідувальних місій. Можливе вирішення передбачає встановлення додаткової до навігаційної відеокамери з вузьким кутом зору. Збільшене зображення області інтересу, яке створюється додатковою відеокамерою, допомагає оператору, проте потребує відповідного позиціонування додаткової відеокамери всередині поля зору основної відеокамери. Це позиціонування може здійснюватися за командами, які формує детектор об’єктів.

Мета статті – створення дослідницького програмно-апаратного комплексу, який із середовища MATLAB/Simulink дозволяє керувати позиціонуванням додаткової відеокамери БПЛА за кутами тангажу та рискання. Це дозволяє об’єднати дві підсистеми – позиціонування та аналізу зображення – в єдиному віртуальному середовищі для вирішення проблеми підвищення ефективності роботи пілота-оператора БПЛА під час виконання тривалих пошукових і розвідувальних місій.

У роботі обґрунтовано вибір актуаторних систем на базі двигунів постійного струму DYNAMIXEL, які підключено до персонального комп’ютера через інтерфейс USB. Для реалізації концепції надвисокорівневого програмування актуаторів та використання інструментів середовища MATLAB/Simulink для подальших досліджень використано бібліотеку Dynamixel Library for MATLAB and Simulink, функції якої класифіковані за ознаками, що полегшує їхнє використання. Розроблено віртуально-фізичну підсистему двокоординатного позиціонування додаткової відеокамери БПЛА 2DCAM, результати експериментальних досліджень якої підтверджують справедливість вибору апаратних та програмних засобів, використаних для створення комплексу.

Стаття може бути корисною для розробників кібер-фізичних систем, а також використана в освітньому процесі.

Використання штучних нейронних мереж для аудіо класифікації на мінікомп’ютерній платформі

Володимир Казимир — 2024-12-30

У статті представлено результати аналізу досвіду практичного використання існуючих моделей штучних нейронних мереж для вирішення задач аудіокласифікації на мінікомп’ютерній платформі. Визначено основні виклики, пов’язані з обробкою шумів, недостатністю маркованих даних і адаптацією моделей до специфічних умов використання. Проаналізовано архітектурні особливості побудови типових моделей нейронних мереж для задачі аудіокласифікації. Запропоновано методику використання моделей CNN, RNN та трансформерів на мінікомп’ютері NVIDIA Jetson Nano та проведено оцінку їх продуктивності при класифікації аудіошумів БПЛА. Обґрунтовано напрямок подальших досліджень для вдосконалення методів навчання та оптимізації моделей аудіокласифікації.

штучні нейронні мережі; аудіокласифікація; мінікомп’ютер; NVIDIA Jetson Nano; БПЛА

Комп’ютерна модель виявлення металевих предметів за допомогою металошукача індуктивного типу

Олексій Красножон — 2024-12-30

Відомо, що на сьогодні задача пошуку металевих об’єктів, що знаходяться в землі або приховані за іншими перешкодами, вирішується за допомогою металошукачів або металодетекторів. Тривалий досвід їх експлуатації призвів до появи різноманітних видів і класів металошукачів, які відрізняються як самими параметрами, так і кількістю котушок та їх геометричними формами.

Метою написання цієї статті є побудова комп’ютерної моделі виявлення металевих об’єктів за допомогою найпоширенішого типу металодетекторів: одноконтурних резонансних індукційного типу. Як датчики виявлення об’єктів використовується система котушок індуктивності типу Double D.

У статті описано процес створення моделі та її налаштування засобами середовища COMSOL Multiphysics.
У результаті застосування моделі було отримано залежності напруги, що наводиться в прийомній котушці системи, при переміщенні алюмінієвого об’єкта вздовж горизонтальної і вертикальної вісей системи, а також від діаметра і товщини самого об’єкта, який має циліндричну форму. Наведено залежність напруги, що наводиться у прийомній котушці та різниці фаз між струмами котушок від питомої електричної провідності об’єкта-мішені.

На основі отриманих залежностей було проведено оцінювання потенційної можливості гарантованого детектування алюмінієвого об’єкту системою котушок, а також надано пояснення щодо обмежень, які виникають.

Зроблено висновки стосовно можливих шляхів застосування отриманої математичної моделі, а також переваг, отриманих від її застосування.

Модель ігрового штучного інтелекту для некерованого гравцем персонажу

Віталій Левківський — 2024-12-30

Штучний інтелект у відеоіграх відіграє ключову роль у формуванні ігрового процесу, а його створення завжди було комплексним та складним завданням. Навчання некерованих персонажів є ключовим завданням для отримання захопливих та реалістичних ігрових середовищ. Основною метою навчання NPC було забезпечення здатності до ефективного переслідування рухомої цілі. Результати експерименту підтвердили, що розроблена модель успішно навчається та приймає оптимальні рішення в умовах ігрового середовища. Дослідження довело ефективність використання методів машинного навчання у створенні ігрового штучного інтелекту. Перспективними напрямами подальших досліджень є інтеграція методів машинного навчання для надання неігровим персонажам додаткових здібностей, які сприятимуть більш глибокому зануренню гравців у ігровий процес.

Методика порівняння інформаційних технологій побудови дистанційних лабораторій апаратного забезпечення

Владислав Байда — 2024-12-30

У статті проведено аналіз та порівняння сучасних інформаційних технологій, які використовуються для побудови дистанційних лабораторій апаратного забезпечення для технічної освіти. Окреслено архітектурні рішення, що використовуюся в існуючих системах, а також проаналізовані їхні переваги та недоліки. Запропоновано методику порівняння таких систем за комплексом критеріїв, які включають рівень технологій, оновлення та підтримка, можливість інтеграції з системами управління навчанням, простота, швидкодія в real-time режимі та простота конфігурації. На основі цієї методології здійснено порівняльний аналіз існуючих систем і визначено фреймворк LabDiscoveryEngine як найбільш оптимальну технологію.

Методи та моделі емуляції негативних впливів на ресурси інформаційних систем

Денис Кузьменко — 2024-12-30

Представлена у статті інформація має оглядовий характер. У статті розглянуто сучасні методи та моделі емуляції негативних впливів на ресурси інформаційних систем з метою підвищення їхньої стійкості та безпеки. Проаналізовано методи емуляції DoS/DDoS атак, включаючи моделі Пуассона, фрактальні та епідеміологічні моделі ботнетів. Розглянуто ін'єкцію вразливостей та хаос-інжиніринг як інструменти для тестування надійності та відмовостійкості систем. Підкреслено важливість використання математичних моделей і методів, таких як процеси Маркова та Монте-Карло симуляції, для точного відтворення реальних загроз. Зроблено висновки про необхідність інтегрованих підходів та впровадження штучного інтелекту для підвищення рівня кібербезпеки.

Проблематика клієнтського рендерингу в сучасній всесвітній мережі.

Кирило Насенок — 2024-12-30

Стаття надає огляд сучасних проблем клієнтського рендерингу та їхній вплив на всесвітню мережу. Описані та згруповані основні проблеми, які з’являються при використанні клієнтського рендерингу. Зокрема, описано вплив клієнтського рендерингу на час завантаження та розмір вебсторінок, проблеми з пошуком через пошукові системи, а також вразливості, які існують у безпеці додатків із клієнтським рендерингом. Стаття включає аналіз можливостей вирішення цих проблем та оптимізації роботи всесвітньої павутини

Клептографія у контексті захисту інформації. Класифікація клептографічних атак

Олександр Полевод — 2024-12-30

Стаття досліджує клептографію як наукову дисципліну, що виходить за межі криптографії та охоплює ширший спектр загроз інформаційної безпеки. Автор аналізує сучасні клептографічні атаки, які використовують приховані канали для витоку даних, зокрема через апаратні та програмні вразливості, а також побічні канали, такі як енергоспоживання і таймінги. Пропонується класифікація цих атак і підкреслюється необхідність комплексного підходу до їх виявлення та нейтралізації, що включає криптоаналіз, інженерію та фізичний аналіз систем.

Металоепоксидні композиції для виробництва вулканізаційних прес-форм

Олексій Полоз — 2024-12-30

Розроблено металоепоксидну композицію для виробництва елементів вулканізаційних прес-форм при виготовленні нестандартних та малосерійних виробів із гуми та пластмас. Доведено ефективність використання бідисперсного порошку алюмінію у складі металоепоксидних композицій для виробництва вулканізаційних прес-форм. Здійснено виробничу перевірку та впровадження наповненої бідисперсним порошком алюмінію металоепоксидної композиції при виготовленні прес-форм для вулканізації гумових елементів футерування ґрунтових насосів на ТОВ «Нові технології» (м. Дніпро).

Дослідження якісних показників консервованої ікри з кабачків із додаванням червоного болгарського перцю

Раїса Волкова — 2024-12-30

Проаналізовано сучасний асортимент овочевих консервів, що виробляють вітчизняні підприємства. Визначено частку консервів «Ікра з кабачків» у загальному обсязі випуску овочевих консервів. Визначено харчову та енергетичну цінність, органолептичні та фізико-хімічні показники якості консервованої ікри з кабачків із додаванням червоного болгарського перцю.

Моніторинг якості води в Україні та вплив війни на її якість

Ольга Шліхтер — 2024-12-30

Здійснено моніторинг якості води в Україні за трьома показниками: каламутність, вміст сполук заліза та марганцю. Проведено порівняльний аналіз зміни показників якості води в різних регіонах України в залежності від сезону та географічного розташування. Встановлено негативний вплив військових дій на якість води в різних точках водозабору шляхом порівняння результатів аналізів якості водопровідної води за каламутністю і вмістом солей заліза та марганцю зі статистичними даними щодо обстрілів території України, зібраними на основі відкритої інформації з різних джерел.

Сучасні підходи до торцевого фрезерування важкооброблюваних матеріалів при застосуванні ПКНБ

Ігор Луців — 2024-12-30

У статті розглянуто інноваційні методи та технології торцевого фрезерування важкооброблюваних матеріалів за допомогою застосування інструментів із полікристалічного кубічного нітриду бору (ПКНБ). Особливу увагу приділено аналізу ефективності та довговічності ріжучих інструментів, що оснащені пластинами із надтвердих матеріалів, а також вирішенню питань з оптимізації процесу фрезерування для досягнення високої якості та точності оброблюваної поверхні. Розглянуто вплив різних технологічних параметрів на стабільність та продуктивність фрезерування, а також характеристики зношування ріжучих елементів інструменту. Окрему увагу приділено порівнянню властивостей та характеристик інструментального матеріалу, зокрема ПКНБ з традиційними матеріалами ріжучих інструментів, демонструючи переваги у використанні ПКНБ для обробки важкооброблюваних матеріалів. Висвітлені результати аналітичних досліджень показують переваги використання інструментів із ПКНБ у порівнянні з іншими інструментальними матеріалами ріжучих інструментів. Представлено рекомендації щодо вибору оптимальних режимів різання для підвищення продуктивності виготовлення деталей машин та економічної ефективності машинобудівного виробництва.

Магнітно-абразивне оброблення плоских поверхонь феромагнітних деталей торцевими головками на базі високоенергетичних магнітів

Віктор Майборода — 2024-12-30

Досліджено вплив процесу магнітно-абразивного оброблення (МАО) феромагнітних плоских деталей торцевими головками на базі високоенергетичних магнітів на характеристики мікропрофілю поверхонь, залишкові напруження при використанні магнітно-абразивних порошків різної зернистості і форми. Встановлено залежність шорсткості оброблених поверхонь від якості обробки на етапах, що передували МАО. Доведено, що в процесі МАО відбувається мікропластичне деформування поверхневого шару виробів, яке призводить до його наклепування і формування залишкових стискаючих напружень. Керування величиною внутрішніх напружень можливо шляхом зміни величини робочого зазору, часу оброблення, розміру і форми частинок магнітно-абразивних порошків.

Сучасні методи та інструмент для підвищення ефективності шліфування

Володимир Кальченко — 2024-12-30

У роботі проаналізовано основні фактори, що впливають на точність розмірів, відхилень форми і розташування, шорсткість поверхонь, прихованих дефектів, продуктивність процесу при проведенні абразивної обробки широкої номенклатури виробів із високоточними циліндричними, конічними, торцевими, сферичними, торовими, гвинтовими і криволінійними поверхнями. На основі проведеного аналізу пропонується разом із використанням традиційних методів абразивної обробки в кожному конкретному випадку в залежності від вимог по точності, серійності виробництва, використовуваного обладнання та інструменту застосовувати сучасні методи, обладнання, інструмент та матеріали, такі як суперабразивні матеріали, інноваційні шліфувальні круги, системи шліфування з охолодженням рідким азотом, мінімальним змащенням (MQL), високошвидкісне шліфування (HSG), використання СNС-систем.

Стаття є публікацією оглядово-інформаційного характеру.

Оптимізація виробництва через технологію холодного видавлювання для підвищення якості продукції

Андрій Гречка — 2024-12-30

У статті розглянуто питання оптимізації виробничих процесів на підприємствах шляхом впровадження технології холодного видавлювання, яка дозволяє знизити витрати, підвищити продуктивність та якість продукції. Оцінено економічні переваги цієї технології в порівнянні з традиційними методами. Розглянуто приклад впровадження холодного видавлювання для виготовлення гайок на машинобудівному підприємстві, де запропоновано перехід від токарної обробки до холодного видавлювання для зниження витрат та підвищення конкурентоспроможності продукції.

Експериментальне дослідження процесу розтягу полімерних оболонок та моделювання процесу методом скінчених елементів

Богдан Завертанний — 2024-12-30

Технології сучасного виробництва полімерних оболонок для рідин мають прогресивний характер, що дає можливість гарантувати високу якість, міцність, екологічність та підвищення механічних характеристик полімерних оболонок для рідин, що є важливим не тільки для харчової, але також хімічної промисловості. Однак є потреба в моделюванні нових типів і конструкцій оболонок, врахування розподілу матеріалу під час формування оболонок та влив цього на механічні характеристики. Метою роботи є проведення моделювання розтягу полімерних оболонок з поліетилентерефталата під дією внутрішнього тиску та оптимізація процесу проєктування полімерних оболонок. У роботі досліджено вплив розподілу матеріалу полімерних оболонок на опір внутрішньому тиску, експериментально досліджено процес руйнування полімерних оболонок під дією внутрішнього тиску та проведено комп’ютерне моделювання процесу. Дослідження проводилися на дослідно-виробничій базі ТОВ “ПЕТ Технолоджиз”.

Архітектура дискретного покриття робочих поверхонь інструменту для різних схем різання

Євген Корбут — 2024-12-30

Для вирішення питання ефективності використання інструмента з нанесеними на його робочі поверхні дискретних покриттів глобулярної структури необхідно розглянути фактори, що впливають на завантаженість різальних кромок. Завантаженість різальних кромок таких інструментів із нанесеним дискретним покриттям глобулярної структури залежить не лише від їхніх матеріалів та покриття, а й від схеми різання, яка відповідає мікрорізанню елементами покриття. У статті розглянуто вплив схеми різання на розташування цих ділянок. Розглянуто однолезовий інструмент дискретні ділянки покриття якого розташовувані у шаховому порядку вздовж різального леза для отримання ефекту суцільного покриття. Також розглянуто багатолезовий інструмент де зміщення ділянок відбувається групами залежно від глибини різання. У роботі розраховано кількість глобул на кожній дискретній ділянці відрізної фрези, та силове навантаження інструменту, при якому в межах досліджуваних умов обробки не виникає руйнування покриття.

CAE-аналіз експлуатації зварної двотаврової колони з регульованим полем залишкових напружень у її перерізі

Сергій Олексієнко — 2024-12-30

Розрахунок на міцність та стійкість суцільних зварних двотаврових колон за чинними нормами проєктування виконується з врахуванням наявності залишкових напружень від зварювання у їх перерізі. Вплив залишкових зварювальних напружень стиску на кромках полиць проявляється у втраті їх місцевої стійкості. Проведено комп’ютерне моделювання напружено-деформованого стану, що виникає при експлуатації зварних колон. Розглянуто способи зниження величини зварювальних напружень стиску на кромках полиць, визначено їх ефективність стосовно підвищення загальної стійкості колон та зниження їх матеріалоємності.

Удосконалення пневматичного привода плоского штанцювального преса

Андрій Іванко — 2024-12-30

Дослідження спрямоване на створення нового ефективного привода для натискної плити штанцювальної машини. Привод є ключовою частиною машини для виготовлення картонних розгорток і безпосередньо впливає на якість поліграфічної продукції виготовленої з картону.

Класичні механізми у приводах натискної плити мають недоліки. Вони громіздкі та споживають багато електроенергії. Тому метою роботи є розробка нового пневматичного привода пристрою та енергоощадного способу для виготовлення картонних розгорток.

Основне завдання полягає у детальному аналізі системи класичних приводів та їх удосконаленні. Удосконалення здійснюється за допомогою чотирьох опорних пневмоциліндрів, що одночасно опускають натискну плиту. Синхронізація пневматичних циліндрів буде відбуватися за рахунок одночасної подачі повітря з однієї системи в усі пневмоциліндри.

Попередні аналітичні розрахунки надають загальну характеристику технологічного процесу висікання з використанням пневматичного привода. Важливими технічними параметрами є об'єми циліндрів, тиск стисненого повітря, змодельовані діаметри пневмоліній та геометричні розміри поршня.

Для більш ефективної експлуатації пристрою рекомендується використовувати циліндри з найменшим робочим тиском і більшою площею поршня для скорочення підготовчого часу. Пневматичний привод може значно покращити технологічний процес висікання за рахунок запропонованої конструкції натискної плити з перфораційними пазами. Спосіб висікання є більш екологічним через використання як основної робочої сили стисненого повітря. Працездатність привода забезпечується завдяки конструкційним особливостям натискної плити, а саме розширеної її функціональності за рахунок введення в її основу пневматичної камери. Нове технічне рішення дозволяє створити аналог повітряної подушки при висікання картону і тим самим збільшити довговічність різальних інструментів.

Механіка технологічного процесу висікання картонних розгорток з використанням пневматичного привода пропонується вперше і потребує подальших наукових досліджень. Однак додаткове використання стисненого повітря у запропонованій технології для розділення картону буде позитивно відображатися на якості майбутньої поліграфічної і пакувальної продукції.

Використання методу аналогій при проєктуванні адаптивних захватних пристроїв

Володимир Кравець — 2024-12-30

Стаття присвячена застосуванню методу аналогій при проєктуванні адаптивних захватних пристроїв промислових роботів. Як аналоги використано конструкції та принцип дії лещат із різною конфігурацією та конструктивним виконанням затискних губок для адаптації до геометрії поверхонь об’єкта, який необхідно затиснути. Запропонована методика проєктування дозволяє в систематизованому вигляді охоплювати не тільки вже наявні на виробництві конструкції адаптивних захватних пристроїв, але і знайти такі, створення яких можливе, а в багатьох випадках навіть доцільне. Наведено оригінальні конструкції адаптивних захватних пристроїв, розроблені авторами.

Забезпечення якості отворів в деталях з полімерних композитних матеріалів свердлами з модифікованими робочими поверхнями

Олександр Петров — 2024-12-30

Стаття є оглядово-інформаційною. Тенденції останніх років у різних галузях машинобудування свідчать про дедалі ширше використання композиційних матеріалів (КМ). Серед широкого класу використовуваних КМ для виготовлення різноманітних деталей в авіа-, ракето-, суднобудуванні, енергетичному машинобудуванні значного поширення набули полімерні композиційні матеріали (ПКМ). Висока питома міцність, технологічність і жорсткість, порівняно низька собівартість роблять ПКМ незамінною альтернативою металевих матеріалів, які використовували раніше. Деталі та конструкції з ПКМ збираються з деталями та конструкціями з металевих матеріалів. Переважна більшість таких з'єднань виконують шляхом установки сполучних елементів (болтів, заклепок) у попередньо оброблені отвори, створюючи зокрема точкові механічні з'єднання. Основним технологічним чинником забезпечення надійності цих з’єднань насамперед є якість поверхні та точності одержаних отворів. Недотримання якісних параметрів може призвести до високих контактних навантажень, зниження ресурсу та руйнування конструкції (вузла). Технологічні процеси, що забезпечують якісні параметри отворів після механічної обробки, значною мірою залежать і визначаються використанням спеціального різального інструменту. Питання використання різального інструменту з модифікованими робочими поверхнями у вигляді дискретних ділянок для обробки деталей із полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) на сьогоднішній час достатньо не вивчене, тому є актуальним.

Залежність залишкових напружень в поверхні виробу від умов різання при торцевому фрезеруванні

Світлана Радкевич — 2024-12-30

Торцеве фрезерування є одним із найефективніших процесів механічної обробки, який забезпечує високу точність та якість плоских поверхонь виробів. Однак цей процес супроводжується виникненням внутрішніх залишкових напружень. Вони можуть бути як стискуючими, так і розтягуючими. Ці напруження можуть негативно впливати на експлуатаційні властивості виробів, тому їх слід уникати. У цій статті представлено аналіз результатів досліджень, які описують механізми утворення та прогнозування залишкових напружень під час фрезерування, а також методи їх виявлення та інші допоміжні способи контролю. Проведено аналіз механізмів формування залишкових напружень та їхня залежність від режимів різання, видів інструментальних різальних матеріалів та зношування інструмента. Описано ключові фактори, що впливають на характер і величину внутрішніх залишкових напружень, які виникають при фрезеруванні плоских поверхонь виробів із важкооброблюваних матеріалів.

Спрощення при аналізі складальних одиниць та автоматизація роботи з ними

Антон Щербань — 2024-12-30

Представлена у статті інформація має навчально-методичний характер. У сучасному машинобудуванні виникає необхідність роботи зі складальними одиницями з великою кількістю деталей, де їх кількість може перевищувати сотні. Такий обсяг створює труднощі при аналізі міцності, оптимізації створення та внесення змін до конструкторської документації, підготовці допоміжних файлів для виробництва. У роботі наведено підходи, які дозволили пришвидшити аналіз великих складальних одиниць, підвищити ефективність роботи з конструкторською документацією та допоміжними файлами на прикладі рами, виконаної в середовищі Autodesk Inventor 2024. Досягнуто значного скорочення часу аналізу складальних одиниць, які в основному складаються з листових деталей, методом скінченних елементів, а також створення документації, включаючи DXF-файли для листових деталей. Суттєво скорочується час на рутинні задачі та зменшується кількість помилок, спричинених людським фактором.

Пристрій для загострення дискових закрійних ножів

Анастасія Шкрабова — 2024-12-30

Якість загострення дискових закрійних ножів має важливе значення для швейної промисловості, впливаючи на ефективність виробництва та довговічність інструментів. Проблемою невеликих швейних підприємств є відсутність універсальних та високоефективних пристроїв для загострення, відновлення закрійних ножів, що призводить до браку продукції, високих витрат та підвищеного рівня небезпеки. На основі аналізу кінематичних рухів, необхідних для загострення дискових закрійних ножів, було розроблено кінематичну схему пристрою для загострення ножів. Провівши аналіз конструктивного виконання окремих елементів кінематичної схеми було спроєктовано пристрій для відновлення дискових закрійних ножів із високою точністю, низькою вартістю та мінімальними витратами на обслуговування. Описано принцип роботи пристрою, що включає налаштування кута заточування, фіксацію різних діаметрів ножів та забезпечення стабільної якості обробки.

Особливості процесу торцевого фрезерування з використанням інструментів з кубічного нітриду бору

Світлана Радкевич — 2024-12-30

У цій статті розглядаються теоретичні аспекти оброблюваності важкооброблюваних матеріалів при торцевому фрезеруванні з використанням інструментів, виготовлених на основі кубічного нітриду бору (КНБ). Основна увага приділяється аналізу фізико-механічних властивостей інструментів із КНБ, що роблять цей матеріал ефективним для обробки твердих матеріалів, а також як впливають на шорсткість отриманої поверхні різні параметри різання. Інструменти з КНБ відзначаються високою твердістю і зносостійкістю, що дозволяє їм витримувати високі температури й механічні навантаження під час процесу фрезерування. Завдяки цим властивостям, вони можуть значно підвищити ефективність процесу обробки та забезпечити високу якість оброблюваної поверхні важкооброблюваних матеріалів. Теоретичний аналіз також включає в себе розгляд оптимальних параметрів різання, таких як швидкість різання, глибина різання і подача. Визначено, що раціональний вибір цих параметрів може значно знизити зношування інструментів і покращити якість обробки. Окрему увагу приділено таким параметрам різання як швидкість різання і подача, які можуть значно вплинути на температурний режим в зоні різання і, відповідно, на зносостійкість інструментів та якість оброблюваної поверхні. Загалом стаття підкреслює важливість використання інструментів із КНБ для торцевого фрезерування важкооброблюваних матеріалів, а також необхідність оптимізації технологічних параметрів для досягнення максимальної ефективності процесу.