Математичне моделювання

ДОСЛІДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЇ ВИЗНАЧЕННЯ НАЛЕЖНОСТІ ЧИСЛА ДО ДАНОЇ ПОЛОВИНИ ІНТЕРВАЛУ ЧИСЕЛ В СИСТЕМІ ЗАЛИШКОВИХ КЛАСІВ З УСІМА ПАРНИМИ МОДУЛЯМИ

Поліський Ю.Д. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі досліджено систему залишкових класів з усіма парними модулями щодо визначення належності числа до верхньої або нижньої половини інтервалу чисел.

ЛІНІЙНІ ОПЕРАТОРИ В ЗАДАЧАХ ПОШУКУ ЕКСТРЕМУМУ ДЛЯ ШВИДКО ОСЦИЛЮЮЧИХ ФУНКЦІЙ ТА ЗАДАЧАХ СКЛАДАННЯ РОЗКЛАДУ ПРЕДСТАВЛЕНИМИ ДИСКРЕТНИМИ ФУНКЦІЯМИ

Бажан С.М., Олійник Л.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі представлено математичну модель операторної модифікації генетичного алгоритму для дослідження процесів, що моделюються швидко осцилюючими та дискретними функціями. Досліджувалося застосування лінійних операторів в теорії еволюційних алгоритмів, зокрема генетичного алгоритму з практичним застосуванням до задач оптимізації. Запропонований підхід застосовувався до задачі пошуку глобального екстремуму функції однієї змінної та до задачі складання розв’язку закладу освіти. Розроблено алгоритм пошуку мінімального значення із застосуванням лінійних операторів, що належать до класу стохастичних операторів. Проведено дослідження працездатності та ефективності алгоритму на відомих тестових функціях, таких як Растригіна, Швефеля, Лангермана, Михайловича, Хін-Ши Янга. В роботі наведено результати порівняння запропонованої операторної модифікації генетичного алгоритму з класичним генетичним алгоритмом для трьох тестових функцій. А також запропоновано на базі застосування спеціальних лінійних операторів метод пошуку придатного до практичного використання розкладу занять. Представлено опис операторів, схематичне відображення їх застосування, та безпосередньо приклад застосування до матриці розкладу деякої академічної групи.

КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЗГИНУ МЕТАЛЕВИХ БАЛОК РІЗНИХ ПРОФІЛІВ

Клєцков О.М., Сахно В.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Металеві балки є одними з найпоширеніших структурних елементів в будівництві та інженерних конструкціях. Вони використовуються для підтримки та розподілу навантаження, що дозволяє створювати стійкі та ефективні споруди. Одним із ключових аспектів проектування металевих балок є їх згин.

Дослідження згину металевих балок різних профілів мають велике значення для інженерів та дизайнерів, оскільки вони допомагають зрозуміти поведінку матеріалів і визначити оптимальні розміри та форму конструкцій. Проведення таких досліджень включає в себе використання аналітичних методів, експериментальних досліджень та чисельних моделей.

Одним з результатів дослідження згину металевих балок є встановлення залежності між профілем балки, її розмірами, матеріалом та здатністю переносити навантаження. Ці дані можуть бути використані для розробки нормативних документів та стандартів, які регулюють проектування сталевих конструкцій. Застосування відповідних профілів для балок є ключовим аспектом в проектуванні. Вибір оптимального профілю залежить від багатьох факторів, таких як очікуване навантаження, довжина балки, припустимі деформації та вартість матеріалу. Дослідження дозволяють визначити профіль, який найкраще задовольняє усі ці вимоги.

Проведений порівняльний аналіз між аналітичним методом та комп’ютерним моделюванням показав, що найбільш близьке співпадіння до теоретичного значення спостерігається при моделюванні в Abaqus, тоді як в Ansys спостерігається значне зростання похибки з ускладненням виду профілю. Значне зростання похибки зумовлене в першу чергу недостатньою кількістю елементів сітки на яку ділить програма балку, згідно методу скінченних елементів. Тож для випралення значного відхилення від теоретичного значення при моделюванні в Ansys потрібно згущювати сітку. Однією з задач дослідження було проведення моделювання згину в різних програмах при рівних умовах, тобто однаковій кількості елементів сітки, а при таких умовах Abaqus має перевагу перед Ansys.

ХВИЛЕВОДНА ФАЗОВАНА АНТЕННА РЕШІТКА З АПЕРТУРНИМИ ДІАФРАГМАМИ

Гнатюк М.О., Сайгак Р.В., Литвиненко В.А., С’янов О.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі показано застосування методу часткових перетинних областей для аналізу процесу дифракції електромагнітної хвилі на неоднорідностях, що утворені діафрагмами кінцевої товщини у металевих хвилеводах. Особливості складання електродинамічного алгоритму для такого типу неоднорідностей показано на прикладі нескінченої фазованої антенної решітки з пласких хвилеводів, в апертурах яких розташована металева діафрагма заданої товщини.
В результаті роботи приведено залежність величини коефіцієнту відбиття хвилі типу H₁₀ плаского хвилеводу від керуючого зсуву фаз антенної решітки та проведено порівняння з
результатами, отриманими іншими методами.

ПРОГНОЗУВАННЯ ОБСЯГІВ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Крилова Т.В., Худа Ж.В., Балясний О.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Враховуючи зростання навантаження на енергетичні системи та зношеність інфраструктури самих мереж, перед сучасними дослідниками постало завдання навчитися ефективно управляти та розподіляти навантаження між споживачами у просторовому та тимчасовому контексті у новому енергетичному просторі. Потрібно створити нові системи управління, які в реальному часі будуть не тільки налаштовувати параметри окремих вузлів енергомережі, а й реорганізовувати її структуру на всіх рівнях, майже до зміни обсягів для самих споживачів. Для таких систем управління необхідний точний прогноз споживання енергії, щоб заздалегідь створити план перерозподілу навантаження. Найбільшу точність прогнозу дають системи, побудовані на основі штучного інтелекту. Точність прогнозу, заснованого на використанні нейронних мереж, залежить від наявних вихідних даних, що визначають архітектуру мережі, ступеня достовірності даних та необхідного періоду прогнозування.

В даній роботі розглянуто проблему погодинного прогнозування споживання електроенергії. На основі вхідних даних у вигляді часового ряду споживання електроенергії за певний період, здійснено короткострокове прогнозування за допомогою нейронної рекурентної мережі (RNN). Детально розглядається вибір архітектури RNN, кількості шарів, а також вибір функцій активації та алгоритмів оптимізації. Також обговорюється вибір гіперпараметрів, як-от швидкість навчання. Описується процес навчання та перевірки, включаючи поділ даних на навчальні, перевірочні та тестові набори. У ньому обговорюється використання відповідних показників для оцінки точності прогнозування за допомогою RNN.

Побудовано мережу і підібрано оптимальні параметри для її роботи. А також спроектовано UML діаграми, в яких чітко відображено, як саме повинна працювати система і яким вимогам повинна відповідати, розроблені сценарії роботи системи та виконано їх програмну реалізацію.

Представлені результати та оцінка ефективності моделі прогнозування споживання електроенергії на основі RNN. Це забезпечує аналіз точності та ефективності моделі при прогнозуванні споживання електроенергії для різних часових горизонтів. В рамках дослідження розглянуто проблему погодинного прогнозування споживання електроенергії. Представлено емпіричні результати дослідження, які демонструють ефективність рекурентних нейронних мереж в порівнянні із традиційними методами, такими як ARIMA та SV у прогнозуванні споживання електроенергії.

МОДЕЛЮВАННЯ ФОРМУВАННЯ ЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ФУНКЦІЇ РАДІАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ АТОМІВ

Середа Б.П., Баскевич О.С., Гуливець О.М., Удод А.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Дослідження структурних факторів сплавів, проведені з використанням ширококутового та малокутового рентгенівських досліджень, дозволили виявити загальні закономірності для різних сплавів. Використання аподизації Фур'є-розкладу рентгенівської дифракції (ФРРА) сприяє нівелюванню ефекту обриву експериментальної кривої інтенсивності та полегшує моделювання близького порядку. Встановлено, що висота головного піка структурного фактору зменшується, а положення незначно зміщується в бік більших кутів при збільшенні порядкування сплавів. Другі максимуми структурного фактору мають асиметричну форму, яка змінюється в залежності від умов отримання сплавів. Зі зменшенням кількості фосфору в сплавах рельєфність і висота піків зростають. Виявлено, що різноманітність близького порядку сплавів пов’язана з умовами осадження, зокрема з великим значенням перенапруги на катоді та проникненням в структуру сплавів атомів фосфору. Отримані результати моделювання дозволяють встановити умови формування близького порядку в сплавах та розширюють наше розуміння структурних особливостей матеріалів.

МАТЕМАТИЧНЕ ТА КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОМАСОПЕРЕНОСНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ЗАПОВНЕННІ ВИЛИВНИЦІ РОЗПЛАВОМ СТАЛІ

Надригайло Т.Ж., Жорнік Є.В. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У даній роботі досліджується процес заповнення ливарної форми розплавленою сталлю зверху, представлена математична модель досліджуваного процесу та розроблено її програмну реалізацію. Проведено чисельні дослідження для задачі заповнення виливниці розплавом сталі зверху з урахуванням газозахоплення, виконано перевірку моделі на адекватність та проаналізовано поведінку газорідинного середовища, що формується у виливниці під час її заповнення розплавом, з урахуванням впливу газозахоплення.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ БАЗОВИХ ПАРАМЕТРІВ СТЕРЖНЕВОГО ЗАВАНТАЖЕННЯ ЦИЛІНДРИЧНИХ МЛИНІВ ЯК КЕРОВАНИХ ОБ’ЄКТІВ

Кондратець В.О., Мацуй А.М., Сербул О.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Виокремлено параметри стержневого завантаження, ролі яких приділялося мало уваги. Серед них — об’єм пустот для розміщення руди, імпульс ударного стиснення, класифікуюча властивість стержневого завантаження. Дослідження виконані в межах розробки теми «Оптимізація продуктивності стержневих млинів розімкнутого циклу по руді і готовому продукту при мінімальних енергетичних і матеріальних перевитратах», яка є складовою наукової тематики Центральноукраїнського національного технічного університету. Тема статті актуальна. Метою роботи є встановлення базових параметрів стержневого завантаження млинів як керованих об’єктів. Застосовані методи аналізу, порівняння, математичного і геометричного моделювання, методи теорії подрібнення руди в стержневих млинах, композиції, метод імпульсу ударного стиснення, метод кінетики подрібнення руди в млинах. Відмічено, що стержневі млини досягли свого найбільшого розміру (в Україні 4,5×6,0 м), який більше зростати не буде. Для стержневих млинів найбільш сприятливим є каскадний режим роботи, при якому руда руйнується роздавлюванням і стиранням. Використовується багаторозмірне стержньове середовище з 3—4 діаметрами стержнів. У стержневому завантаженні поздовжня сегрегація молольних тіл виникнути не може. Поперечна сегрегація аналогічна кульовому завантаженню. Дрібні стержні відтісняються до стінки барабана, а крупні накопичуються в центральних областях. Витрата стержнів складає 0,12 кг/кВт×г корисно витраченої енергії. Звичайно довантаження стержнів на заміну спрацьованих здійснюють через кожні 5 діб, а перекласифікацію — через кожні 10 діб. Видаляють стержні з барабана млина при спрацюванні до 15—25 мм. Стержневі млини подрібнюють вихідну руду в основному від 25 мм до 2 мм при вмісті твердого в пульпі 84—86 %. Однорозмірні стержні зберігають стійке положення в процесі подрібнення завдяки розпираючому впливу руди між ними. В такому стані в стержневому завантаженні розміщується 21,5 % руди. У кульовому однорозмірному завантаженні цей показник складає 26 %. У стержневих млинах молольне середовище формується обширними зонами з стержнями наближено однакового діаметра, що дозволяє його розглядати як однорозмірне. Його імпульс ударного стиснення складає 14,026, що на 28,3 % вище порівняно з найкращими показниками кульових млинів. Показано, що стержневий млин, виконуючи крупне, середнє і дрібне подрібнення, володіє класифікуючою здатністю. Встановлені параметри стержневого завантаження дозволяють будувати більш ефективні автоматизовані системи керування подрібненням руди в розімкнутих циклах.

СПЕКТРАЛЬНЕ ОЦІНЮВАННЯ ШИРОКОСМУГОВОГО ШУМОВОГО СИГНАЛУ ОБМЕЖЕНОЇ ТРИВАЛОСТІ

Головко Ю.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Широкосмуговий шумовий сигнал моделювався пропусканням нормально розподіленої послідовності випадкових чисел через дискретний фільтр. Для сигналів обмеженої довжини визначалися спектральні щільності потужності, а у якості загальних характеристик розглядалися частоти максимумів та відношення екстремумів щільності. Досліджувався вплив вибіркової мінливості сигналу та параметрів спектрального оцінювання. Показано, що для того ж самого сигналу, зазвичай використовувані загальні характеристики змінюються в неприйнятно широких межах. Запропоновано будувати оцінки шумового сигналу на основі кумулятивної функції розподілу потужності. Значення цієї функції практично не змінюються при зменшенні числа періодограм, що осереднюються, і відповідному збільшенні частотної роздільної здатності. Це дозволяє використовувати один і той же спектр і для виявлення гармонійних складових і для оцінки характеристик шумового сигналу.

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ В ПОВЕРХНЕВИХ ШАРАХ ДЕТАЛЕЙ ПІД ЧАС ПЛАЗМОВОЇ ОБРОБКИ

Чернета О.Г., Середа Б.П., Кубіч В.І. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Реальні умови експлуатації автомобільної техніки доводять про суттєвого збільшення навантажень, швидкісного і температурного режимів основних вузлів, механізмів і агрегатів з одночасним підвищенням надійності, довговічності і ресурсу автомобіля, що додає додаткові вимого зносостійкості для контактних поверхонь пар тертя в цілому.

До тридцяти відсотків зносу в контактуючих парах працюючих механізмів відводиться на процеси тертя. Тому процесам руйнувань поверхневого шару деталей і їх технологіям зміцнення, приділяється особлива увага. Значну роль для комплексу сформованих зносостійких властивостей поверхневого шару відіграє відповідний спосіб обробки зміцнення, від якого в повній мірі залежить, довговічність, надійність, ресурс роботи механізмів і агрегатів автомобілів. Механізми утворення зносостійких структур наведені у багатьох працях провідних фахівців. В дослідницьких звітах надані режими обробок і кінцевий результат найбільш поширених технологічних методів обробки, де гарантовано при послідовному виконанні певних операцій отримуються відповідні мікроструктури з заданими показниками мікротвердості і зносостійкості на відповідних матеріалах. Суттєвим напрямом у технологіях зміцнення стало використання високоенергетичних джерел енергії, що дозволило розширити спектр модифікування поверхневих шарів, значно підвищити експлуатаційні і зносостійкі характеристики.

ЗМЕНШЕННЯ МЕТАЛОМІСТКОСТІ РАМ НЕСУЧИХ СИСТЕМ ПОРТАЛЬНИХ МАШИН НА ПНЕВМОКОЛІСНОМУ ХОДІ

Сасов О.О., Шматко З.Д. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Типи конструкцій портальних кранів в основному залежать від пристрою поворотної частини, яка може обертатися на поворотній колоні або опиратися на поворотний круг, укладений на порталі, і від типу стріловидного пристрою. Основними вузлами металевих конструкцій портальних кранів є стріли, колони (каркаси) і портали (напівпортали).

Конструктивно портали виконуються в даний час листовими. Коробчасті портали завдяки жорсткості коробчастого профілю на всіх напрямках не вимагають додаткових ребер жорсткості в бічних гранях, а іноді і затягувань. Це не тільки спрощує конструкцію, але і не створює перешкод для проїзду під порталом, що особливо важливо для портових кранів. Для коробчастих конструкцій використовуються гнуті і штамповані елементи, що додатково спрощує і здешевлює їх виготовлення.

Для портальних підйомно-транспортних машин характерні велика будівельна висота конструкції і наявність рознесених мас.

Головним для описаних несучих систем є те, що вони вписуються в розрахункову схему, що включає прямокутну в плані раму і чотири стійки, обладнані різною кількістю коліс.

У статті доведено, що крутильна жорсткість рам із закритих профілів на два порядки вища ніж аналогічних рам з відкритих профілів, тобто можна враховувати, що навантаження на скручування сприймають рами із закритих профілів.

Лонжерони несучих систем портальних машин необхідно проектувати з профілів закритого типу, що доведено авторами, а поперечини несучих систем даних портальних машин слід виготовляти з профілів відкритого типу з метою зниження крутильної жорсткості несучої системи, що в свою чергу призводить до суттєвого зменшення металомісткості цих рам.

ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНОЇ ЖОРСТКОСТІ НА ВЛАСНІ ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТАЛЬНИХ НЕСУЧИХ СИСТЕМ

Шматко Д.З., Штих С.Р. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У статті теоретично досліджено вплив конструктивної жорсткості на власні динамічні характеристики портальних несучих систем. Доведено, що динамічна жорсткість певною мірою залежить не тільки від геометричних параметрів елементів несучої системи, а також від зовнішніх збурень які спостерігаються при динамічному русі портальної підйомно-транспортної машини.

Науково-технічний прогрес у промисловості тісно пов'язаний з розробкою та упровадженням нових технологічних ліній, для яких обов'язковими є транспортні операції. В умовах промислових цехів, що реконструюються і знов будуються, необхідні компактні, маневрені транспортні машини, які не вимагають великих виробничих площ. Цим вимогам цілком відповідають портальні машини на пневмоколісному ході, які завдяки своїй компоновці пристосовані для транспортування контейнерів, піддонів, термосів і інших вантажів. Виходячи з аналізу конструкцій підйомно-транспортних портальних машин, слід зазначити наступні умови їх експлуатації: необхідність маневрування, екстрене гальмування з вантажем на максимальній висоті підйому, бічний крен портальної машини, динамічне навантаження при фронтальному наїзді передніх коліс на дорожні перешкоди, кососиметричне подолання перешкод, рух по нерівностях на горизонтальній ділянці шляху.

МОДЕЛЮВАННЯ БУДОВИ КАРБІДА ХРОМУ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ АМОРФНИХ СПЛАВІВ

Кругляк І.В., Баскевич О.С., Гуливець О.М., Максименко О.П. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі розглядаються теоретичні аспекти моделювання аморфних і нанокристалічних сплавів перехідних металів і металоїдів. Проведено моделювання близького порядку аморфних сплавів Cr–C, які отримані методом електроосадження, в залежності від густини струму та температури електроліту. Встановлено залежність між умовами отримання та близьким порядком аморфних сплавів. Розроблено методику розшифровки функції радіального розподілу атомів (ФРРА) на основі концепції кластерної структури аморфних металів. Проведено моделювання близького порядку аморфних сплавів Cr–C з використанням апроксимації піків ФРРА атомів, що характерні для аморфного сплаву Ni₈₆P₁₄. Досліджено структуру електроосаджених осадів Cr–C за різних значень густини струму та температур електроліту. Встановлено, що структура матеріалу є аморфною, а розміри орієнтованих випадкових областей (ОВРА) змінюються в межах від 3,6 до 5 нм. Параметри решітки зразків незначно збільшуються, що пов'язано зі зміною кількості карбону. Об'єм осаду складається з ОВРА, форма яких наближена до кубооктаедрів, а об'ємна частка зменшується зі збільшенням температури електроліту.

ВЛАСТИВОСТІ ОБ'ЄМНИХ ЧИСЕЛ З ЦІЛИМИ КОЕФІЦІЄНТАМИ І МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

Романюк О.Д., Романюк Р.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Об'ємні числа забезпечують при моделюванні навколишнього світу однозначну інтерпретацію не тільки суперечливих, а й двоїстих аспектів. Тому ширше дослідження властивостей об'ємних чисел з метою використання в математичному моделюванні представляє істотний інтерес. Крім того, враховуючи, що цілі числа, як і їх комбінації у вигляді суми, тією чи іншою мірою характеризують навколишній світ, то розгляд зони знаходження множини об'ємних чисел з цілими коефіцієнтами на відповідних сферах є одним з основоположних.

Встановлено характер розподілу об'ємних чисел з цілими дійсними коефіцієнтами на відповідних сферах радіусу , (), згідно з яким було визначено множини чисел , , , що розташовуються на сферах радіусу , де: — номер сімейства; — номер відповідної сфери, і утворюють сімейство променів першого, другого та третього порядку.

Числа, які утворені множиною на відповідних сферах, характеризуються рівністю суми коефіцієнтів і розташовуються на одній відстані відносно точки (, ), яка є геометричним центром сферичного трикутника. А для чисел першого та другого порядку відношення радіусу сфери до суми коефіцієнтів є постійним.

Також встановлено, що зона розподілу об'ємних чисел з цілими коефіцієнтами розташовується за межами області, яку обмежує відповідне коло з центром , яке утворюють числа першої та другої групи.

На підставі отриманих результатів була сформульована наступна теорема, для чіткого доказу отриманих результатів у загальному вигляді.

Теорема. Існує хоча б одне одиничне число з цілими дійсними коефіцієнтами , на довільній сфері радіуса , сума яких задовольняла б умові:

Цілі числа, в тій чи іншій мірі характеризують навколишній світ, тому отримані результати розподілу множини об'ємних чисел з цілими коефіцієнтами на відповідних сферах можуть бути використані для математичного моделювання не тільки подій які доступні нашому розумінню, але й подій інтуїтивно усвідомлених.

МОДЕЛЮВАННЯ СКЛАДСЬКИХ ЗАПАСІВ НА СТАНЦІЯХ ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ АВТОМОБІЛІВ

Коробочка О.М., Чернишов О.В., Трикіло А.І., Бурінчик О.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Представлена математична модель прогнозування потреби автосервісного підприємства у запасних частинах для їх закупівлі. Запропонована методика дозволяє визначити потреби підприємства автосервісу в запасних частинах, вдосконалити систему матеріально-технічного забезпечення.

МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ РОБОЧОГО НАВАНТАЖЕННЯ КОЛІНЧАТОГО ВАЛА ТА ТЕХНОЛОГІЇ ЗМІЦНЕННЯ ПОВЕРХОНЬ ТЕРТЯ

Чернета О.Г., Середа Б.П., Кубіч В.І. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Довговічність і надійність роботи автомобілів, деталей і механізмів залежать від багатьох факторів і основним з них є якість кожної окремої деталі. Як визначалося у багатьох інформаційних джерелах, показники якості мають багатовекторний, комплексний склад — від матеріалу, хімічного складу, мікро і макроструктури, технологій, режимів обробки, стану поверхневого шару і т.п. до фізико механічних властивостей. В сучасному виробництві деталей машинобудівного комплексу необхідно враховувати не уклінне зростання навантажень (швидкість, температура, агресивне середовище) на механізми і деталі, що складають цільний продукт машинобудівного призначення.

В останні часи набули поширене використання диференційовані або комбіновані обробки поверхневого шару деталей, що сприяють виникненню градієнтів структурно — фазового стану, а відповідно і нерівномірної структури матеріалу. При необхідності суттєвого зміцнення поверхневого шару і твердості матеріалу необхідно попередньо проводити обробку для отримання відповідних структур (мартенситу, карбідів, нітридів, боридів та т.ін.), що забезпечує задані властивості.

Для оцінки стану поверхневого шару деталей із сталі 45 необхідно урахувати наступні фактори: геометричні параметри розмірів, шорсткість поверхні деталі, мікроструктуру і твердість зношених поверхневих шарів.

ЗАСТОСУВАННЯ ГЕНЕТИЧНИХ АЛГОРИТМІВ ДЛЯ РОЗВ'ЯЗАННЯ ТРАНСПОРТНИХ ЗАДАЧ

Строєва В.О., С’янов О.М., Журавський О.Д., Сугаль Є.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі представлено метод розв’язання задачі маршрутизації транспортних засобів, заснований на використанні адаптивного генетичного алгоритму. Було досліджено можливість та ефективність використання генетичних алгоритмів для розв'язання специфічних транспортних задач, а також визначено оптимальні параметри та методи кодування для підвищення точності і швидкості отримання розв’язків. Розроблено дві стратегії кодування окремих елементів популяції та алгоритм визначення ймовірностей, які формують хромосому в адаптивному генетичному алгоритмі. Надано практичні рекомендації щодо впровадження та налаштування генетичних алгоритмів для конкретних транспортних завдань. Результати роботи описують переваги та можливі обмеження запропонованого підходу.

АЛГОРИТМ ПОБУДОВИ ТА ОПТИМІЗАЦІЇ РЕГІОНАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ ТРАНСПОРТНО-ЛОГІСТИЧНИХ КОМПЛЕКСІВ

Пасічник А.М. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Актуальність даної статті обумовлена тим, що побудова регіональних транспортно-логістичних комплексів у складі національної логістичної системи відіграє надзвичайно важливу роль у забезпеченні безперебійного руху логістичних потоків товарів від постачальників до споживачів. Аналіз результатів наукових досліджень показує, що в транспортній галузі ЄС безпосередньо зайнято понад 10 мільйонів чоловік, що складає 4,5 % від загальної чисельності працездатного населення, і становить 4,6 % від показника валового внутрішнього продукту, а відповідно фінансові витрати ЄС на розвиток транспортної інфраструктури передбачаються в обсязі понад 1,5 трлн. євро на період до 2030 року. Тому проведення досліджень пов’язаних з удосконаленням та розробкою методології побудови регіональної мережі транспортно-логістичних комплексів має достатньо актуальне значення

Метою даної статті є розробка алгоритму та методу оптимізації структури регіональної мережі транспортно-логістичних комплексів із урахуванням можливих варіантів їх розміщення. Умовою можливого місця розміщення логістичних комплексів є його забезпеченість необхідною транспортно-логістичною інфраструктурою. Також необхідно визначити перероблювальну спроможність кожного логістичного комплексу.

У відповідності із запропонованим підходом в якості критерія оптимізації використовується критерій мінімізації сумарних транспортних витрат доставки товарів до споживачів. В процесі пошуку оптимального варіанту місць розміщення логістичних комплексів мережі на першому етапі на основі методу центра мас рівновагової системи транспортних витрат визначаються координати розміщення одного логістичного комплексу і розраховуються транспортні витрати на доставку товарів до кожного міста регіону. Потім проводиться аналіз варіанту мережі із двох логістичних комплексів, розміщених за координатами міст з найбільшими обсягами транспортних витрат доставки товарів. В роботі наведені результати розрахунків для варіантів мережі до п’яти логістичних комплексів.

В якості умови оптимальної структури регіональної мережі логістичних комплексів обирається варіант мережі з мінімальним значенням сумарних транспортних витрат доставки вантажів з максимально допустимими обсягами капітальних вкладень на будівництво логістичних терміналів мережі. Для розглянутого прикладу побудови мережі транспортно-логістичних комплексів Дніпровського регіону в якості оптимальних місць розміщення логістичних терміналів визначено координати в околиці міст Дніпро, Кривий Ріг, Павлоград.

В подальших дослідження для підвищення ефективності запропонованого підходу необхідно в якості критерія оптимізації обрати мінімізацію логістичних витрат переробки товаропотоку в логістичних терміналах та доставки товарів до споживачів.

ВПЛИВ РОЗМІРУ ЗЕРНА НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ІНТЕРМЕТАЛІЧНОГО Ni-Al СПЛАВУ

Середа Б.П., Бєлоконь Ю.О., Середа Д.Б., Кругляк Д.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Для нового покоління сучасних каталізаторів необхідні матеріали, які поєднують високу каталітичну активність з низькою щільністю та високими механічними властивостями. Великий інтерес викликають сплави на основі алюмінідів нікелю NiAl₃. У роботі показано, що методом синтезу в режимі горіння з подальшою обробкою тиском до розігрітого за рахунок хімічної реакції продукту вдається отримати інтерметалідний NiAl₃ сплав з доволі високими механічними властивостями. Подрібнення зерна інтерметалідного сплаву в процесі його синтезу під тиском відбувається в результаті пластичної деформації продукту синтезу та високих швидкостей охолодження. За результатами моделювання встановлено, що високотемпературний синтез інтерметалідного сплаву Nі-Al в порошковій суміші чистих елементів в умовах термохімічного пресування при тепловому вибуху при мінімальному зовнішньому тиску на суміш, дозволяє отримати інтерметалідний продукт синтезу із середнім розміром зерна 50...60 мкм. При кімнатній температурі середнє значення міцності при згинанні дорівнює 580 МПа, а при розтягуванні вона тричі нижча (190 МПа). Границя міцності при розтяжінні литого стехіометричного полікристалу NiАl₃ при 293 K складає близько 120 МПа, а міцність при згинанні порошкового NiАl₃, отриманого методом гарячого пресування — 250 МПа. Збільшення ступеня пластичної деформації синтезованого під тиском інтерметалідного продукту в умовах інтенсивної пластичної деформації дозволить на порядок знизити розмір зерна в кінцевому продукті і навіть сформувати в інтерметалідному сплаві субмікрокристалічну зернисту структуру. Проведені дослідження показують, що існують потенційні можливості підвищення пластичності та міцності цього матеріалу, наприклад шляхом спрямованого легування.

ПОБУДОВА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ТА СТРУКТУРНИЙ СИНТЕЗ АСТАТИЧНОЇ РЕЛЕЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ

Дерець О.Л., Садовой О.В., Дерець Г.О. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

Актуальність роботи полягає в розвитку методів структурного розв'язання задачі забезпечення астатичних властивостей систем розривного керування в умовах вдосконалення елементної бази електроприводів. Метою дослідження є синтез алгоритмів оптимального керування та засобів обчислення гнучких зворотних зв'язків для релейної системи керування електроприводом. Для досягнення цієї мети в роботі побудовано математичну модель, виконано розрахунок параметрів, здійснено структурний синтез різних варіантів системи та дослідження їх перехідних процесів. Результатом роботи є структура та параметри астатичної система керування електроприводом, властивості якої перевірено чисельним експериментом.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МІЖ ТЕМПЕРАТУРОЮ КІНЦЯ ГАРЯЧОЇ ДЕФОРМАЦІЇ ТА КОМПЛЕКСОМ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НИЗЬКОВУГЛЕЦЕВИХ НИЗЬКОЛЕГОВАНИХ СТАЛЕЙ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ РЕГРЕСІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Лаухін Д.В., Бекетов О.В., Дадіверіна Л.М., Козечко В.І. — Thu, 14 Dec 2023 00:00:00 +0200

У роботі розглянуто основні методики проведення статистичного аналізу масивів експериментальних даних. На підставі критеріїв теорії ймовірності та математичної статистики побудовані регресійні моделі залежностей механічних характеристик (границі плинності, границі міцності і відносного видовження) від температури кінця гарячої деформації. Проведена оцінка адекватності отриманих моделей за методом залишків. На підставі отриманих моделей побудовані графіки залежностей механічних характеристик від температури кінця гарячої деформації і здійснено їх аналіз.