Наукові праці ВНТУ. 2020. № 1
http://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/30489
2024-03-29T11:05:17ZЕкспериментальні дослідження адаптивної гідросистеми на базі розподільника з пропорційним електрогідравлічним керуванням
http://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/31312
Експериментальні дослідження адаптивної гідросистеми на базі розподільника з пропорційним електрогідравлічним керуванням
Пилявець, В. Г.; Товкач, А. О.; Козлов, Л. Г.; Бурєнніков, Ю. А.; Кравчук, О. О.
На сьогодні актуальною тенденцією розвитку гідросистем мобільних робочих машин є перехід на використання регульованих насосів і гідроапаратури з пропорційним електрогідравлічним керуванням. У таких гідросистемах, як правило, забезпечується відповідність продуктивності насосів величинам потоків, що споживаються гідродвигунами, а також пропорційності величини тиску в гідросистемі навантаженню на гідродвигуні або найбільш навантаженому із декількох гідродвигунів.
Мобільні машини, які мають гідросистеми такого типу, можуть ефективно працювати з великою номенклатурою змінних робочих органів, що забезпечують високу якість виконуваних робіт, а також суттєве завантаження машин протягом року. Окрім того, пропорційне керування в гідросистемах такого типу забезпечує високу точність під час виконання операцій, а також суттєво покращує умови роботи операторів машин.
У роботі представлено адаптивну гідросистему на базі розподільника з пропорційним електрогідравлічним керуванням. Створено експериментальний стенд для випробувань адаптивної гідросистеми. Наведено гідравлічну схему розподільника та конструкцію робочої секції. Розподільник забезпечує можливість дистанційного пропорційного електромагнітного керування потоком від контролера з можливістю стабілізації швидкості руху гідродвигуна. Адаптивна гідросистема забезпечує можливість узгодження швидкостей руху гідродвигунів. Наведено метрологічну характеристику стенда, який дозволяє контролювати значення тиску в гідросистемі, величини струмів та напруги в лініях керування, число обертів гідромотора, а також реєструвати залежності величин тиску в гідросистемі від часу за зміни навантаження. Визначено, що похибка стабілізації величини потоку через розподільник не перевищує 6,8 % у досліджувальному діапазоні зміни навантаження, а величина потоку пропорційно змінюється за сигналом, поданим від контролера. Час регулювання в гідросистемі на основі розробленого розподільника не перевищував 0,83 с в діапазоні зміни тиску ����=(1,5…7,0) МПа та витрати насоса ����=(0,05…0,5)∙10−3 м3/с.
2020-01-01T00:00:00ZОцінка впливу умов закріплення дискового мікрозразка на діаграму продавлювання з урахуванням процесу руйнування
http://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/30504
Оцінка впливу умов закріплення дискового мікрозразка на діаграму продавлювання з урахуванням процесу руйнування
Кравчук, Р. В.; Kravchuk, R.
Одними з ключових параметрів, за якими здійснюють поточний контроль стану відповідального обладнання для забезпечення його надійної експлуатації, є механічні характеристики матеріалів конструкцій, зокрема, характеристики міцності. Найкоректнішим способом їх визначення є руйнівні випробування на одновісний розтяг зразків, виготовлених із досліджуваних матеріалів. Вирізка певного об’єму матеріалу, необхідного для виготовлення зразків, може бути критичною для несучої здатності конструкції. Через це розвиваються непрямі методи визначення механічних характеристик для мінімізації використовуваного для виготовлення зразків об’єму матеріалу. До них належить метод продавлювання дискових мікрозразків. Оскільки цей метод не стандартизований, умови проведення випробувань дослідники обирають на власний розсуд. У цій роботі розглянуто вплив вибору одного з таких параметрів, а саме: сили затиску зразка, на результати досліджень. У якості модельного матеріалу було обрано сталь 45. Проведено чисельне моделювання як без урахування, так із урахуванням сили затиску зразка, що дорівнювала 5, 7,5 та 10 кН. При цьому значення еквівалентних напружень за Мізесом у защемленій зоні зразка не перевищувало 264 МПа. Для врахування процесу руйнування було використано модель Gurson – Tvergaard – Needleman (GTN). Задачу моделювали в динамічній постановці з використанням явної схеми інтегрування. Приведено діаграми продавлювання дискового мікрозразка в координатах «навантаження» – «глибина продавлювання» за зазначених умов закріплення. За результатами досліджень встановлено, що сила затиску зразка не впливає суттєво на діаграму продавлювання, тому для зменшення часу чисельних розрахунків нею можна знехтувати. Рекомендовано під час проведення експериментальних випробувань силу затиснення зразка обирати таким чином, щоб не допустити пластичного деформування зразка в зоні защемлення.; One of the key parameters, used for the current control of the equipment state to provide its reliable operation is mechanical characteristics of the construction materials, in particular, strength characteristics. The most correct method of their determination is distractive test for uni-axial tension of the samples, manufactured from the investigated materials. The cutting of a certain volume of the material, needed for the fabrication of the sample can be critical for the carrying capacity of the construction. That is why, the indirect methods of the mechanical characteristics determination are developed to minimize the volume of the material, used for samples manufacture. Small punch test can be refereed to these methods. As this method is not standardized, the conditions of the tests are chosen by the researchers at their discretion. The given research considers the impact of the selection of one of the parameters, namely, the clamping force, on the results of the study. Steel 45 was chosen as the model material. Numerical modeling was carried out without taking into account and taking into account sample clamping force, equaled 5, 7.5 and 10 kN. The value of the von Mises equivalent stress in the clamped zone of the sample did not exceed 264 MPa. To take into account the fracture process Gurson – Tvergaard – Needleman (GTN) model was used. The problems was simulated in the dynamic formulation, using the explicit integration scheme. Diagrams of disk microsample punching in the coordinates «load» – «deflection» at the given conditions of fixing is given. By the results of the study it was determined that the force of sample clamping does not influence greatly the punching diagram, that is why, to decrease the time, needed for the numerical calculations it can be neglected. In the course of the experimental tests it was recommended to select the clamping force of the sample so that to avoid plastic deformation of the sample in the area of the clamping.
2020-01-01T00:00:00ZТехнологічні параметри виготовлення радіаційнозахисного бетону
http://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/30503
Технологічні параметри виготовлення радіаційнозахисного бетону
Христич, О. В.; Лемешев, М. С.; Черепаха, Д. В.; Khrystych, O.; Lemeshev, M.; Cherepakha, D.
Представлено матеріали досліджень, які підтверджують, що будівництво XXI ст. потребує застосування ефективних, доступних за ціною, будівельних матеріалів спеціального призначення для захисту від небезпечних екологічних чинників. Розглянуто методи проєктування складів бетонів і технології виготовлення будівельних матеріалів спеціального призначення. Зазначена актуальність дослідження проблем, пов’язаних із необхідністю розробки важких бетонів, здатних екранувати проникаючі радіоактивні випромінювання. Проаналізовано наявні напрацювання в галузі будівельного матеріалознавства й виокремлено особливості технологічних параметрів отримання бетонів спеціального призначення на основі мінеральних в’яжучих. Зазначено, що використання різних за фізико-хімічними характеристиками заповнювачів бетонів на основі мінеральних в’яжучих, дозволяє отримати композиційний матеріал із широким спектром експлуатаційних властивостей. Експериментальними дослідженнями доведено можливість регулювання конструкційно-технічних і електрофізичних властивостей дрібнозернистих бетонів із використанням дрібнодисперсних металевих заповнювачів, отриманих із відходів металообробних виробництв. Закцентовано увагу на можливості регулювання технологічних параметрів металонасичених бетонів для отримання композиційного матеріалу з радіаційнозахисними властивостями. Досліджено, що під час додавання дисперсного металевого заповнювача до 35 % мас у складі литих сумішей відбувається мікроущільнення структури і при цьому спостерігають зростання водопотреб формувального розчину. За використання технології механічного ущільнення структури дисперсно-наповнених виробів отримано зразки-моделі радіаційнозахисного покриття із середньою густиною до 2910 кг/м3. Застосування технології штучного синтезу матричної металонасиченої щільної структури дисперснонаповненого конгломерату з великою площею внутрішніх поверхонь розділу фаз забезпечить виробам зі спеціального бетону набуття здатності послаблювати потоки проникаючих йонізувальних випромінювань у тілі бар’єрного екрана. Обґрунтовано можливість регулювання радіаційнозахисних властивостей бетонів шляхом зміни рецептурно-технологічних параметрів виготовлення композиційного матеріалу. Показано, що завдяки фізико-хімічним процесам формування дисперснонаповнених структур у тілі дрібнозернистого металонасиченого бетону створена об'ємна електропровідна матриця, кожний складник якої відрізняється за своїми електрофізичними властивостями. Оскільки йонізувальним електромагнітним випромінюванням згідно із законами квантової фізики водночас притаманні хвильові та корпускулярні властивості, поглинання проникаючих радіоактивних випромінювань у структурі матеріалу відбувається за рахунок багаторазових відбивань і розсіювань потоку випромінювань поверхнею металу, а також інтенсивність електромагнітних хвиль послаблюватиметься збудженим у об'ємі електропровідної матриці полем протидії. Регулювання рецептурно-технологічних параметрів дрібнозернистого бетону шляхом наповнення матричних мінеральних структур реакційно здатним металевим порошком і утворення при цьому залізовмісних гідросилікатів із підвищеним умістом хімічно зв’язаної води ототожньоватиме отриманий композиційний матеріал зі спеціальними багатошаровими метало-водяними екранами.; The paper contains the materials of the studies which prove that the construction sphere in the 21st century requires the application of new efficient, low cost construction materials specially designed for the protection against hazardous ecological factors. Methods of designing the compositions of concretes and technology of the special-purpose construction materials production is considered. The importance of studying the problems, dealing with the necessity of the development of the heavy concretes, able to shield the penetrating radiation is stated. The available developments in the sphere of the construction materials science are considered, the peculiarities of the technological parameters of obtaining special-purpose concretes on the base of the mineral binders are allocated. It is noted that the application of various by physical-chemical characteristics concrete aggregates on the base of mineral binders, allows to obtain composite materials, having wide range of operation properties. Experimental studies proved the possibility to regulate the construction engineering and electric physical properties of fine grain concretes using small-size metal aggregates, obtained from the machining waste. The possibility to regulate the technological parameters of the metal- saturated concretes for the obtaining of the composite material with the radiation-protection properties is underlined. It was determined that during the addition of the small-size metal aggregate to 35 % of the pts in the structure of the flow mixtures micro compaction of the structure takes place and the increase of the water demand of the forming solution is observed . As a result of using the technology of the mechanical compaction of the structure of the dispersed-filled products, sample-models of the radiation-proof coating with the average density of up to 2910 kg/m3 are obtained. Application of the technology of the artificial synthesis of the matrix metal-saturated dense structure of the dispersed -filled conglomerate with the large area of the internal surfaces of the phases separation will provide the products made of special concrete the ability to weaken ionizing radiation fluxes in the body of the barrier screen. The possibility to regulate radiation-protection properties of the concretes by changing formulation -technological parameters of the composite material production is substantiated. It is shown that due to physical-chemical processes of the disperse-filled structures formation the volumetric electroconducting matrix is formed in the body of the fine-grain metal-saturated concrete, each component of the matrix differs by its electrical physical properties. According to the laws of quantum physics ionizing electromagnetic radiation possesses simultaneously wave and corpuscular properties, the absorption of the penetrating radioactive radiation in the structure of the material occurs due to the repeated reflections and diffusions of the radiation flux by the surface of the metal and the intensity of electromagnetic waves will decrease by the counteraction field, excited in the volume of the electroconducting matrix. Regulation of the formulation -technological parameters of the fine grain concrete by filling matrix mineral structures with the reaction able metal powder and formation of the iron-containing hydrosilicates with elevated concentration of the constitutional water will identify the obtained composition material with the special multilayer metal-water shields.
2020-01-01T00:00:00ZМоделювання режимів роботи системи керування електроприводом підйомного крана з урахуванням змін у часі моменту інерції махових мас
http://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/30502
Моделювання режимів роботи системи керування електроприводом підйомного крана з урахуванням змін у часі моменту інерції махових мас
Мокін, Б. І.; Мокін, О. Б.; Кривоніс, О. М.
У роботі проведено огляд наявних публікації, що присвячені дослідженням процесів у
електромеханічних системах підйомних кранів, які виникають під час підйому/опускання вантажів.
Проведений аналіз цих робіт показав, що автори цих публікацій не враховують зміну у часі
приведеного моменту інерції махових мас системи електропривода, що є некоректним. Оскільки під
час підйому/опускання вантажу момент інерції махових мас електропривода та момент
навантаження стають функціями часу, потрібно проводити моделювання режимів роботи
системи керування електроприводом підйомного крану з урахуванням змінних параметрів,
зумовлених змінами в часі приведеного моменту інерції та моменту навантаження тягового
електродвигуна під час підйому/опускання вантажу.
В наведених розділах роботи детально розглянуті режими роботи системи керування
електроприводом підйомного крану та проведено моделювання режимів роботи системи керування
електроприводом підйомного крану з урахуванням змінних параметрів, зумовлених змінами в часі
приведеного моменту інерції та моменту навантаження тягового електродвигуна під час
підйому/опускання вантажу. За отриманими загальними рівняннями динаміки та з урахуванням
наведених співвідношень для визначення обертових моментів електродвигунів, побудовані імітаційні
моделі для асинхронного електродвигуна КМ АИР250М. Імітаційні моделі побудовані в ППП Matlab
із використанням ПП Simulink, що дає змогу проводити подальший аналіз з максимальною
ефективністю та мінімальними затратами часу.
Наведено результати дослідження з урахуванням наведених параметрів під час розгону,
гальмування за максимальної швидкості, на холостому ході та реверсі тягового електропривода.
Виконано порівняльний ґрунтовний аналіз отриманих результатів.
2020-01-01T00:00:00Z