КІНЦЕВО-РІЗНИЦЕВІ АЛГОРИТМИ УПРАВЛІННЯ РЕЖИМАМИ МІСЦЕВОЇ ТЕРМООБРОБКИ ВЕЛИКОГАБАРИТНИХ ВИРОБІВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(54)2026.351140Ключові слова:
управління режимами, кінцево-різницевий алгоритм, локально-одновимірний метод, блок-схема, місцева термообробкаАнотація
Обов’язковим етапом виготовлення великогабаритних металевих виробів методом електрошлакового зварювання є проведення термічної обробки для усунення залишкових напружень в зоні зварного шва. Ресурсозберігаючим варіантом такого процесу є місцева термообробка обмеженої зони виробу навколо шва. Необхідність дотримання режиму термообробки і локальний характер підведення теплоти зумовлює особливості технологічного процесу і потребує подальшого вивчення, зокрема, в напрямку формування раціональних умов зовнішнього теплообміну.
У роботі розглянуті ряд технологічних схем процесу в рамках двохзонних і трьохзонних моделей з різними варіантами теплоізоляції виробу поза зоною підведення теплоти. Запропонований універсальний алгоритм визначення параметрів управління процесом місцевої термообробки за заданим графіком. В основі алгоритму лежить локально-одновимірний різницевий метод, в рамках якого на кожному часовому кроці послідовно вирішуються прямі і обернені задачі теплопровідності. Алгоритми вирішення прямих задач враховують специфіку різних теплових схем процесу. Алгоритм вирішення оберненої задачі базується на використанні методу елементарних теплових балансів і не залежить від організації технологічного процесу.
Розглянута також задача організації процесу з забезпеченням допустимого перепаду температур в певній зоні навколо шва. Запропоновано використовувати буферні зони нагріву з підведенням теплових потоків підвищеної потужності. Розроблений алгоритм управління такими потоками, який передбачає універсальний алгоритм вирішення прямої задачі і враховує специфіку режиму при вирішенні оберненої задачі. Наведені всі необхідні формули, побудована блок-схема алгоритму реалізації процесу моделювання.
Подальші дослідження планується спрямувати на поширення пропонованого алгоритму для інших задач управління технологічними процесами.
Посилання
KARBAZ (2025). Lokalna termichna obrobka: praktychne rishennia dlia nadiinykh zvarnykh ziednan [Local heat treatment: a practical solution for reliable welded joints]. Available at: https://karbaz.com.ua/uk/statti-ta-publikaci/lokalna-termichna-obrobka/
Kompaniiets, R.A. (2023). Mistseva termoobrobka velykohabarytnykh vyrobiv: zastosuvannia ta problemy proektuvannia tekhnolohii [Local heat treatment of large-sized products: application and design problems of the technology]. Proceedings of the 1st International Scientific and Practical Internet Conference: Achievements of 21st Century Scientific Community. (pp. 223-225). Dnipro: FOP Marenichenko V.V. [in Ukrainian].
Bila, I.S., & Krosman, N.V. (2018). Rozvytok resursozberezhennia v Ukraini [Development of resource conservation in Ukraine]. Ekonomika ta upravlinnia natsionalnym hospodarstvom - Economy and management of the national economy, Issue 21, 53-58 [in Ukrainian].
Karimov, I.K., Karimov, H.I., Kompaniiets, R.A., & Bulai, O.Iu. (2024). Kompiuterno oriientovanyi alhorytm modeliuvannia mistsevoho nahrivu plytnykh konstruktsii [Computer-oriented algorithm for modeling local heating of plate construction]. Science and technology today, №1(29), 689-700 [in Ukrainian].
Vernygora D., Karimov I., Karimov H., Kompaniiets R. (2024). Mathematical modeling of local heat treatment of structures made by electroslag welding. Mathematical modeling, 1(50), 152-159.
Karimov, I.К., Vernygora, D.V., Karimov, H.І., Lisenko, А.V. (2024). Modeliuvannia teplov-oho stanu plytnykh konstruktsii v protsesi mistsevoho nahrivu. [Modeling of the thermal state of plate construction in the process of local heating]. Collection of Scientific Papers of the Dnipro State Technical University (Technical Sciences), № 1(44),146-152 [in Ukrainian].
Vernygora, D.V., Karimov, I.K. (2024). Chyselnyi alhorytm modeliuvannia mistsevoho nahrivu velykohabarytnykh vyrobiv v hazovykh pechakh. [Numerical algorithm for modeling local heating of large-sized products in gas furnaces]. Science and technology today, №12(40), 1137-1148 [in Ukrainian].
Vernygora D., Karimov I. (2025). Computer modeling of rational modes of local heating of plate structures in gas furnaces. Mathematical modeling, 1(52), 161-167.
Vernygora, D.V. (2023). Modyfikovanyi metod elementarnykh teplovykh balansiv v upravlinni protsesamy mistsevoi termoobrobky [The modified method of elementary heat balances in the management of local heat treatment processes]. Proceedings of the XXXVI International science and practice conference: Suchasni aspekty modernizatsii nauky: stan, problemy, tendentsii rozvytku - Modern aspects of the modernization of science: state, problems, development trends. (pp. 188-191). Kyiv: HO "VADND" [in Ukrainian].
Локальна термічна обробка: практичне рішення для надійних зварних з’єднань. https://karbaz.com.ua/uk/statti-ta-publikaci/lokalna-termichna-obrobka/ (дата звернення: 15.01.2026).
Компанієць Р. А. Місцева термообробка великогабаритних виробів: застосування та про-блеми проектування технології/ Achievements of 21st Century Scientific Community: Proceed-ings of the 1st International Scientific and Practical Internet Conference, September 14-15, 2023. Dnipro: FOP Marenichenko V.V., 2023. Р. 223-225.
Біла І.С., Кросман Н.В. Розвиток ресурсозбереження в Україні. Економіка та управління національним господарством. Київ., 2018. Вип. 21 2018, С. 53-58.
Карімов І.К., Карімов Г.І., Компанієць Р.А., Булай О.Ю. Комп’ютерно орієнтований алгоритм моде-лювання місцевого нагріву плитних конструкцій. Наука і техніка сьогодні. 2024. №1(29). С. 689-700.
Vernygora D., Karimov I., Karimov H., Kompaniiets R. Mathematical modeling of local heat treatment of structures made by electroslag welding. Математичне моделювання. 2024. №1(50). С. 152-159.
Карімов І.К., Вернигора Д.В., Карімов Г.І., Лисенко А.В. Моделювання теплового стану плитних конструкцій в процесі місцевого нагріву. Збірник наукових праць Дніпровського державного технічного університету (технічні науки). 2024. № 1(44). С. 146-152.
Вернигора Д. В., Карімов І.К. Чисельний алгоритм моделювання місцевого нагріву вели-когабаритних виробів в газових печах. Наука і техніка сьогодні. 2024. №12(40). С. 1137-1148.
Vernygora D., Karimov I. Computer modeling of rational modes of local heating of plate struc-tures in gas furnaces. Математичне моделювання. 2025. №1(52). С. 161-167.
Вернигора Д. В. Модифікований метод елементарних теплових балансів в управлінні про-цесами місцевої термообробки. Сучасні аспекти модернізації науки: стан, проблеми, тен-денції розвитку: матеріали XXXVI Міжнар. наук.-практ. конф., 7 вер. 2023 р. Софія (Болга-рія). К.: ГО «ВАДНД», 2023. С. 188-191.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
