Наукові нотатки

ІНТЕГРОВАНІ ПІДХОДИ ДО РОЗВИТКУ СТАЛОЇ ІНЖЕНЕРІЇ: ВЗАЄМОДІЯ ТЕХНОЛОГІЙ, ЕКОНОМІКИ ТА ЕКОЛОГІЇ

М. Ю. Криворучко — 2024-12-19

Розглянуто принципи формування інтегрованого підходу детектування, аналізу та відтворення багатопараметричної оптичної інформації інженерними системами для задач контролю і моніторингу стану екологічного довкілля та пов’язаного з цим економічного зростання Представлено структурно-логічні схеми дизайну та архітектури фотометричної, поляризаційної та лазерної інженерних систем детектування та аналізу оптичних зображень.

АВТОМАТИЗОВАНИЙ РОЗРАХУНОК ГІДРАВЛІЧНИХ ОПОРІВ ТРУБОПРОВОДУ

Д.Е. Селезньов — 2024-12-20

В роботі розглядається методика автоматизованого розрахунку опорів трубопроводу

ПОБУДОВА ВИБІРКОВОГО РІВНЯННЯ ПРЯМОЇ РЕГРЕСІЇ В СИСТЕМІ LATEX

Г.М. Губаль — 2024-12-20

У статті створено кореляційну таблицю у системі LaTeX. Автоматизовано обчислення вибіркових числових характеристик і побудову вибіркового рівняння прямої регресії. Для цього створено нові команди (макроси), які заокруглюють десяткові дроби до двох знаків після точки (коми), обчислюють вибірковий коефіцієнт кореляції, генерують вибіркове рівняння прямої регресії. Створені нові команди спрощують обчислення, написання і читання кодів, покращують структурованість LaTeX документів та підвищують продуктивність.

РОЗРОБКА МЕТОДУ ОЧИЩЕННЯ АВІАЦІЙНИХ МІНІАТЮРНИХ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

Р.Є. Костюнік — 2024-12-20

В роботі наведені результати гранулометричного та фізико-хімічного складу мікрочасток забруднень вилучених з тракту кочення двох партій двох різних типорозмірів мініатюрних шарикопідшипників вибраними методами очищення. Дослідження видалених забруднень виконувались за допомогою лазерного скануючого мікроскопа ЛСДФМП та растрового електронного мікроскопа РЕМ-106И. Детальний аналіз показав, що вилучені мікрочастки мали такі типи забруднень як неметалеві частки, сталеву стружку та пил, пил мідного сплаву, органічні волокна та застарілі залишки мастильного матеріалу, розміри котрих були в межах від декількох нанометрів до 50 мкм. На основі результатів порівняльних лабораторних досліджень запропоновано новий метод комплексного очищення мініатюрних підшипників кочення під дією комбінованих імпульсних змінних магнітних, турбулентних та ультразвукових полів

ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ОДЕРЖАННЯ ПІНОПОЛІУРЕТАНУ СПОСОБОМ ЗАЛИВКИ

Т.В. Фурс — 2024-12-20

У роботі представлено дослідження особливостей технології одержання пінополіуретанів (ППУ) способом заливки у форми. Описано методику одержання ППУ-композицій на основі двокомпонентної системи (поліол та поліізоціанат) різного вагового співвідношення компонентів. Представлено характеристику вихідних компонентів та наведено принципову технологічну схему отримання ППУ. Встановлено технологічні параметри процесу спінювання поліуретану. Наведено зовнішній вигляд композицій жорсткого і м’якого (еластичного) пінополіуретану, їх відмінності. Описано морфологічні особливості та закономірність зміни пористості і властивостей внаслідок варіювання вагового співвідношення вихідних компонентів. Зроблено висновок щодо оптимального поєднання вагових часток компонентів системи задля отримання композицій ППУ задовільної форми, морфології й однорідної пористості матеріалу

ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ РОЗПЛАВІВ ПОДВІЙНИХ І ПОТРІЙНИХ СИСТЕМ, ЩО МІСТЯТЬ Fe, Mn, Si, Ti АБО С

В.С. Судавцова — 2024-12-20

У роботі досліджено ефективність застосування «аналітичної» моделі Редліха-Кістера-Муджіану з потрійним внеском -200 кДж/моль для прогнозування термодинамічних властивостей розплавів систем Fe–Mn(Ti)–Si, Fe–Mn–Ti, Mn–Si–Ti, Fe–Mn-С, Fe–Si–С, Mn–Si–С, Mn–Ti–С, Fe–Ti–С, Si–Ti–С при 1873 К. Встановлено, що для розплавів систем Fe–Mn–Si, Fe–Si–С, Mn–Si–С мінімуми ентальпії змішування припадають на потрійні розплави.. Це обумовлено тим, що в цих концентраційних областях можуть утворюватися потрійні проміжні фази. Використовуючи «геометричні» та «аналітичну» моделі було оцінено ентальпії змішування та активності компонентів в розплавах вказаних систем із аналогічних даних для подвійних граничних підсистем. Отримані дані дозволяють передбачити поведінку сплавів при високих температурах та оптимізувати їх склад для конкретних застосувань. Особлива увага була приділена встановленню точних термодинамічних властивостей розплавів подвійних граничних підсистем Fe–Ti, Ti–Si, Mn–Ti, С – 3d-метал, використовуючи літературні дані та власні розрахунки. На основі критичного аналізу відомих ТДВ, виведено сукупність нових даних для систем Si-Ti, Fe-Ti та Mn-Ti. Для розплавів системи Fe–Mn–Si були розраховані також активності компонентів, які продемонстрували значні від’ємні відхилення від ідеальних розчинів. Також в роботі були розраховані активності кремнію і титану із координат ліквідуса діаграми стану за рівнянням Шредера і за моделлю регулярних розчинів в розплавах системи Si-Ti. Було показано, що обчислені нами за рівнянням Шредера аSi і аТi узгоджуються із розрахованими за іншими моделями. Встановлено термодинамічні властивості розплавів систем M-C(M=3d-метал), які є недостатньо вивченими, незважаючи на важливу роль вуглецю в металургії та матеріалознавстві. Проведені розрахунки показали, що мінімуми ентальпій змішування спостерігаються у потрійних розплавах систем Fe–Mn–Si, Fe–Si–C та Mn–Si–C, що може свідчити про утворення потрійних проміжних фаз. Результати підтверджують надійність моделей, що використовуються, та відкривають нові перспективи для прогнозування термодинамічної поведінки розплавів, що використовуються у металургії та матеріалознавстві

СПЕКТРОСКОПІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗІСТАРЕНОГО СКЛОПОДІБНОГО ТА ПОВТОРНО ВІТРІФІКОВАНОГО СЕЛЕНУ

А. А. Горват — 2024-12-20

Досліджено температурно-частотні залежності дійсної (ε') та уявної (ε'') частин комплексної діелектричної проникності (ε*) у витриманих у звичайних лабораторних умовах протягом кількох десятиліть склоподібного і ревітрифікованого селену на частотах 10 Гц - 50 кГц в інтервалі температур від 293 К до 420 К. Найсуттєвіша відмінність у поведінці діелектричної проникності у витриманих і повторно вітрифікованих зразках спостерігається при кристалізації зістарених склоподібних зразків. У зістарених зразках виявлено значну діелектричну дисперсію, ймовірно зумовлену наявністю перехідних областей між склоподібною матрицею та ядрами кристалічних кластерів тобто мікронеоднорідністю структури скла

ДИНАМІЧНА СИНХРОНІЗАЦІЯ БІГАРМОНІЧНИХ ДЕБАЛАНСНИХ ВІБРОЗБУДНИКІВ

М. П. Ярошевич — 2024-12-20

Досліджується динамічна синхронізація бігармонічних дебалансних віброзбудників, встановлених на твердому тілі з трьома ступенями вільності. Отримані рівняння повільних та швидких рухів віброзбудників; вирази для динамічних моментів, діючих на ротори; умову існування синфазного режиму руху віброзбудників. Показано, що дана умова є «нежорсткою». Отримано вираз для вібраційного моменту для випадку «застрягання» частоти двигуна при пуску. Сформульовані рекомендації щодо вибору параметрів бігармонічного приводу. Отримані результати підтверджуються чисельним моделюванням

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ ВІЛЬНОВИХРОВОГО НАСОСА З НЕРІВНОМІРНИМ РОЗТАШУВАННЯМ ЛОПАТЕВОЇ СИСТЕМИ РОБОЧОГО КОЛЕСА

В.Ю. Кондусь — 2024-12-20

ефективності використання енергетичного обладнання. При цьому, саме насосне обладнання є одним з основних споживачів електроенергії у світі. Середній показник споживання електроенергії насосним обладнанням за галузями економіки становить близько 20%, у тому числі до 50% в окремих галузях господарства. Таким чином, зниження енергоспоживання насосного обладнання шляхом підвищення його енергоефективності є одним з важливих питань щодо досягнення Цілей сталого розвитку ООН (зокрема, ЦСР 6 “Чиста вода та належні санітарні умови”, ЦСР 7 “Доступна та чиста енергія”, ЦСР 9 “Промисловість, інновації та інфраструктура”) Основними перевагами використання вільновихрових насосів є їх простота конструкції, підвищений ресурс служби та менша ймовірність забруднення у порівнянні з відцентровими аналогами. Однак, використання насосів цього типу пов'язане із трансопртування рідин з різними типами включень. Це може призводити до негативних наслідків у вигляді засмічення прохідних каналів, зниження продуктивності, енергетичної ефективності вільновихрових насосів. Стаття присвячена розробці дієвого механізму запобігання засмічення насосів даного типу, що дозволить суттєво підвищити енергоефективність насосного обладнання та підвищити ресурс його служби

ВПЛИВ РОЗПОДІЛУ ЧАСТИНОК ЗА РОЗМІРАМИ НА ФРАКТАЛЬНУ РОЗМІРНІСТЬ КОМПОЗИТУ НА ОСНОВІ ЗГЕНЕРОВАНИХ МОДЕЛЕЙ

І.В. Красіков — 2024-12-20

У статті розглядається питання впливу розподілу частинок включень за розмірами на структурні характеристики (фрактальну розмірність) композитних матеріалів. Досліджено різні розподіли в широкому діапазоні відношень середньоквадратичного відхилення до математичного очікування. З'ясовано, що для практично значущих випадків, коли середньоквадратичне відхилення менше половини математичного очікування, такий вплив є малим і ним можна знехтувати

ТЕХНОЛОГІЇ 3D ДРУКУ МЕТОДОМ РОБОКАСТИНГ КЕРАМІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ ТУГОПЛАВКИХ СПОЛУК

В.Ю. Науменко — 2024-12-20

Проведено комплексне дослідження по застосуванню технології 3D друку методом Робокастинг для отримання виробів складної форми з керамічних матеріалів на основі тугоплавких сполук. Розглянуто весь технологічний цикл виготовлення виробів, від приготування паст для Робокастингу, до 3D друку, низькотемпературної термообробки та консолідації

ВПЛИВ ТЕРТЯ ПРИ ГАРЯЧОМУ ЗВОРОТНОМУ ВИДАВЛЮВАННІ ПОРОЖНИСТИХ НАПІВФАБРИКАТІВ ІЗ ЗАГОТОВОК КРУГЛОГО І КВАДРАТНОГО ПЕРЕРІЗУ

О.В. Калюжний — 2024-12-20

Методом скінченних елементів з використанням програми DEFORM-3D створені математичні моделі та проведено розрахунковий аналіз процесів гарячого зворотного видавлювання порожнистих напівфабрикатів з низьковуглецевої сталі із заготовок циліндричного і квадратного перерізів. Досліджено вплив коефіцієнтів тертя величиною μ=0,15; 0,25 і 0,35 при видавлюванні зі швидкостями деформування V=20, 40, 60 і 80 мм/сек. Встановлено залежності зусиль видавлювання напівфабрикатів від переміщення деформуючого інструменту. Зусилля видавлювання із заготовок круглого перерізу менше від зусилля видавлювання із заготовок квадратного перерізу. Проведено аналіз розподілу питомих зусиль на деформуючому інструменті по нормальних напруженнях на контактуючих поверхнях. Визначено форми і розміри напівфабрикатів з розподілами температури, напружень і деформацій у здеформованому металі в кінці видавлювання. Виявлено охолодження шарів металу напівфабрикатів біля поверхонь з деформуючим інструментом. Пропрацювання структури металу гарячою пластичною деформацією оцінено по розподілах інтенсивності деформацій в об’ємах отриманих напівфабрикатів. Використання заготовок квадратного перерізу при видавлюванні приводить до збільшення пропрацювання структури металу по висоті стінок і у донних частинах напівфабрикатів

ОТРИМАННЯ КОМПОЗИТУ Si3N4–20% NbN ЗА ДОПОМОГОЮ ІСКРОВОГО ПЛАЗМОВОГО СПІКАННЯ

О.М. Мисливченко — 2024-12-21

Визначено оптимальні параметри азотування вихідного порошку β-Si3N4–39,6% (мас.) Nb, підданого попередній термообробці у вакуумі. У випадку азотування за температури 1400 °С утворюється композиційний дрібнодисперсний порошок, що містить вищий кубічний нітрид ніобію та β-Si3N4. Досліджено морфологію отриманого порошку та показано що нітрид ніобію рівномірно розподілений в об’ємі β-Si3N4. Проведено іскроплазмове спікання отриманого порошку, яке дозволило отримати безпористу композиційну кераміку твердістю 16,6 ± 0,5 ГПа

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ЕФЕКТИВНИХ РЕЖИМІВ РІЗАННЯ СТАЛЕЙ ВИПРОМІНЮВАННЯМ ПОТУЖНОГО ОПТОВОЛОКОННОГО ЛАЗЕРА

В.І. Осипенко — 2024-12-21

В роботі запропоновано методики та експериментально досліджено вплив параметрів лазерного променю та лазерного процесу при різанні листової сталі ВСт3сп стандартного ряду товщин випромінюванням оптоволоконного лазера потужністю 2000 Вт в середовищі кисню на продуктивність та якість різання. Експериментально обґрунтовано діапазон збалансованих параметрів, які забезпечують високу продуктивність процесу та кількісно контрольовану якість поверхонь різу, яка відповідає вимогам стандарту ISO 9013:2017

ТЕРМІЧНА СТАБІЛЬНІСТЬ ВИСОКОЕНТРОПІЙНОГО СПЛАВУ W1,5FECONI ЗА 25-1350 °С

С.Ю. Тесля — 2024-12-21

Проведено отримання високоентропійного сплаву W1,5FeCoNi методами механічного легування, протягом 20 год. Показано, що під час отримання сплаву утворюється суміш ОЦК / ГЦК твердих розчинів та монокарбіду WC. Встановлено, що під час нагрівання сплаву W1,5FeCoNi від 25 °С до 1350 °С спостерігаються шість теплових реакцій. За температури 523 °С відбувається активне відновлення поверхневих оксидів атомами вуглецю. Подальший нагрів показує подвійну екзотермічну реакцію з двома напівмаксимумами за температур 608 °С та 639 °С. Показано, що висока екзотермічна реакція між компонентами ВЕСу зумовлена хімічними реакціями з утворенням фаз Лавеса. Встановлено, що за 1257 °С відбувається плавлення сплаву W1,5FeCoNi за рахунок утворення евтектики WC-(Fe,Co, Ni)

НОВИЙ СПОСІБ ЗАХИСТУ СТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ, ЩО ПРАЦЮЮТЬ В УМОВАХ ГІДРОАБРАЗИВНОГО ЗНОСУ І РАДІАЦІЙНОГО ОПРОМІНЮВАННЯ

Н.В. Тарельник — 2024-12-21

В результаті проведених досліджень розроблений новий спосіб захисту стальних деталей ДО атомних електростанцій, на основі методу ЕІЛ. Він полягає в формуванні на їх робочих поверхнях композиційних покриттів, що отримані в послідовності: цементація ЕІЛ (ЦЕІЛ) → ЕІЛ Al → ЕІЛ (90% WC+10% 1М) → МПМ, армований порошком карбіду вольфраму, або нітриду цирконію, або їх сумішшю. Експериментальними дослідженнями встановлено, що кращою стійкістю проти гідроабразивного зношування мають зразки з корозійностійкої нержавіючої сталі 12Х18Н10Т з покриттями, що отримані в послідовності: ЦЕІЛ → ЕІЛ Al → ЕІЛ (90% WC+ 10% 1М) → МПМ (80% ZrN)