Наукові нотатки - це фахове рецензоване видання категорії Б з відкритим доступом, яке публікує оглядові статті та результати оригінальних фундаментальних і прикладних наукових досліджень за напрямом "Механічна інженерія та машинобудування". Наукові праці публікуються за наступними спеціальностями: G8 Матеріалознавство; G9 Прикладна механіка; G11 Машинобудування (за спеціалізаціями)
Луцький національний технічний університет
ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ І ТЕПЛОСТІЙКОСТІ ПЛАСТИФІКОВАНИХ ЕПОКСИКОМПОЗИТІВ З МІКРОДОБАВКАМИ
У статті досліджено вплив мікронаповнювачів на механічні і теплофізичні властивості епоксидних композитів на основі пластифікованої смоли DER 331. Як мікронаповнювачі використано порошки оксиду хрому Cr₂O₃ (20 мкм) та карбіду кремнію SiC (40 мкм) за вмісту від 5 до 20 мас.%. Досліджено механічні властивості: руйнівні напруження і модуль пружності при згині, ударна в’язкість. Додатково проводили випробування теплостійкості розроблених матеріалів. Порівняльний аналіз впливу мікронаповнювачів підтверджує перевагу застосування оксиду хрому порівняно з карбідом кремнію для покращення властивостей епоксидних композитів. При концентрації 10 мас.% оксид хрому забезпечує на 6,4 % вищу міцність матеріалів (85,2 МПа проти 80,1 МПа) та на 17,6 % вищий модуль пружності (4 ГПа проти 3,4 ГПа) порівняно з композитами, наповненими карбідом кремнію. Ця перевага зумовлена кращою адгезією до матриці та здатністю до утворення фізичних, ковалентних та іонних зв’язків на межі поділу фаз. Найкращі результати характерні для матеріалу з оксидом хрому, який за вмісту 15 мас.% забезпечує формування КМ зі значеннями міцності на розрив (88,3 МПа), модуля пружності (4,2 ГПа) та теплостійкості (364 К). Механізм покращення властивостей полягає у тому, що мікродисперсні частки формують структурний каркас, який створює бар’єри при поширенні тріщин (тобто, відбувається когезійне зміцнення матеріалу). Для композитів з Cr₂O₃ ключовим є також утворення додаткових фізико-хімічних зв’язків з матрицею, що забезпечує термостабільність нових матеріалів.
Авторське право (c) 2026 Наукові нотатки
РЕЖИМИ СИНТЕЗУ КОНВЕРСІЙНИХ ПЛАЗМОЕЛЕКТРОЛІТНИХ ПОКРИТТІВ НА ЦИРКОНІЄВІЙ ОСНОВІ ТА ЇХ КОРОЗІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ
Метою роботи було проведення спектрального аналізу електролітичної плазми. Було встановлено, що температура плазми, в якій утворюється високотемпературний оксид, становить 8000-500 K. Досліджено вплив складу електроліту та співвідношення густин струму на електрофізичні параметри плазмовоелектролітного окислення. Під час дослідження було досліджено корозійну стійкість в такому агресивному середовищі, як 10% HCl. В результаті експериментів було встановлено, що отримані оксидокерамічні покриття характеризуються високою мікротвердістю та корозійною стійкістю.
ДОСЛІДЖЕННЯ ДЕФЕКТІВ І ПОШКОДЖЕНЬ ДЕРЕВ’ЯНИХ ФЕРМ
Ідентифікація дефектів і вчасна їх ліквідація на експлуатованих конструкціях є важливою складовою забезпечення довговічності будівель і споруд. Наведені результати досліджень дерев’яних ферм, які знаходяться тривалий час в експлуатації. Розглянуті найбільш поширені дефекти і пошкодження елементів ферм, які виникають в процесі їх експлуатації. В рамках дослідження було проведено аналіз 10 різних об’єктів із різними геометричними схемами ферм. Виконаний статистичний аналіз частоти виникнення зафіксованих дефектів і пошкоджень. Проведене порівняння виявлених дефектів із їх видами, які наведена в нормативних документах.
ФОРМУВАННЯ МОДЕЛІ ВИЗНАЧЕННЯ НАПРУЖЕНЬ В МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЯХ ПІД ВПЛИВОМ КОНЦЕНТРАЦІЇ ВОДНЮ
У сучасних умовах промислової діяльності особливої гостроти набуває питання точного прогнозування експлуатаційних ресурсів металевих систем, зокрема їхньої витривалості та безвідмовності. Це зумовлено складним поєднанням корозійної деградації матеріалу та постійного механічного навантаження. На сьогодні механізми взаємозв’язку між водневим насиченням і перерозподілом напружень у металах досліджено фрагментарно. Процес абсорбції водню спричиняє деформацію структури тіла, що проявляється у зміні його лінійних параметрів та загального об’єму. Такі об’ємні трансформації за відповідних умов стають джерелом виникнення внутрішніх зусиль. У цій роботі розглядається модель, де взаємний вплив атомів водню вважається нехтовно малим. Ключовим завданням дослідження є визначення параметрів напружено-деформованого стану об’єкта, що виникає внаслідок дифузії та накопичення водню в його структур
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МОДЕЛЕЙ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ МІЦНОСТІ БЕТОНУ
У роботі розглянуто задачу прогнозування міцності бетону на стиск за його складом із використанням методів машинного навчання. На основі відкритого набору даних Concrete Compressive Strength виконано порівняльний аналіз лінійної, поліноміальної регресії, штучних нейронних мереж та ансамблевих методів. Показано, що прості лінійні моделі не здатні адекватно описати складні нелінійні процеси гідратації цементу, тоді як ансамблеві методи забезпечують оптимальне співвідношення точності та стійкості. Найкращий стабільний результат отримано за допомогою алгоритму Random Forest із середньою абсолютною похибкою 3.73 МПа. Окрім цього, шляхом лінеаризації мультиплікативної моделі виведено емпіричну степеневу формулу, придатну для експрес-оцінок міцності без використання обчислювальних засобів. Отримані результати підтверджують доцільність застосування ансамблевих і гібридних підходів для інженерних задач прогнозування властивостей будівельних матеріалів.
ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ КОНСТРУКЦІЇ ЗАКРИТОГО РОБОЧОГО КОЛЕСА НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ОБРУШУВАННЯ НАСІННЯ ПРОМИСЛОВИХ КОНОПЕЛЬ
У статті досліджено ефективність циклічного обрушування насіння промислових конопель без попереднього калібрування у відцентровому обрушувачі із закритим робочим колесом. За частоти обертання 6000±200 хв-1 оцінено динаміку недорушу та вихід обрушеного ядра. Встановлено, що для повного обрушування партії насіння необхідно провести п’ять циклів. Для зниження витрат без втрати виходу обґрунтовано доцільність обмеження процесу трьома циклами, що сумарно забезпечує вихід ядра на рівні 29,88%.
РОЗРОБКА АДАПТИВНОГО МЕТОДУ КЕРУВАННЯ БПЛА НА ОСНОВІ ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ З ПІДКРІПЛЕННЯМ ТА ДОМЕННОЇ РАНДОМІЗАЦІЇ
У роботі розглядається проблема створення адаптивної системи керування безпілотним літальним апаратом (БПЛА) для роботи в умовах стохастичної невизначеності. Запропоновано підхід на основі алгоритму Proximal Policy Optimization (PPO) із застосуванням стратегії доменної рандомізації параметрів середовища. Розроблено структуру нейронної мережі та функцію винагороди, що забезпечують баланс між точністю навігації та енергоефективністю. Розроблений контролер продемонстрував здатність адаптуватися до змін маси корисного навантаження (до 20%) та зовнішніх вітрових збурень без необхідності ручного переналаштування коефіцієнтів. Результати порівняльного моделювання підтверджують перевагу запропонованого методу над класичним ПІД-регулятором: час стабілізації зменшено в 1.5 рази, а максимальне відхилення при збуреннях – на 40%.
ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА СТРУКТУРИ БІОКОМПОЗИТІВ, НАПОВНЕНИХ КАВОВОЮ ГУЩЕЮ
В статті досліджено міцність на стискання біокомпозитних матеріалів на основі глютинової матриці та кавової гущі залежно від вмісту наповнювача та ступеня підсушування композиції. Визначено міцність на стискання біокомпозитів залежно від концентрації біополімерної матриці, вмісту композиції в прес-формі, температури основної термічної обробки та додаткової термічної обробки. Досліджено, що максимальну міцність на стискання 79,6 МПа мають біокомпозитні матеріали із ступенем підсушування 20%. Також досліджено мікроструктуру біокомпозитів оптимального складу (вміст кавової гущі в кількості 200 мас. ч.) зі ступенем підсушування композиції 20%.
ВПЛИВ СКЛАДУ МЕТАКАОЛІНІВ НА ВЛАСТИВОСТІ ГЕОПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТІВ НА ТЕРМОПЕРЛІТНІЙ ОСНОВІ
Геополімери є перспективними сучасними будівельними матеріалами, як альтернатива бетонам на основі портландцементу. Оптимізація хімічного та гранулометричного складу компонентів геополімеру, зокрема метакаоліну, дозволяє керувати швидкістю тверднення, підвищувати довговічність та механічні властивості, а також адаптувати геополімери до конкретних умов застосування. В даному досліджені проаналізовано метакаолін МК 40 та високоактивний метакаолін ВКМ, їхній хімічний склад та розподіл частинок, а також вплив цих факторів на властивості геополімерів.
ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ РІЖУЧОГО ТИСКУ НА ВІСІ СТРУМЕНЯ АСИСТУЮЧОГО ГАЗУ ПРИ ГАЗОЛАЗЕРНОМУ РІЗАННІ
Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень ріжучого тиску асистуючого газу, сформованого дозвуковими та надзвуковими струменями при їх гальмуванні на поверхні деталі при газолазерному різанні. Отримані закономірності впливу типу газу (повітря/кисень), тиску на вході в сопло, зазору між соплом та деталью на структуру газового струменя, та ефективність видалення розплаву. Експериментально підтверджено високу точність запропоноваї чисельної моделі. Показано високий рівень кореляції між якістю різу та характером коливань ріжучого тиску на вісі струменя.
АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД РОЗРАХУНКУ НА ЗГИН БАЛОК ЗМІННОЇ ЖОРСТКОСТІНА НЕОДНОРІДНІЙ ПРУЖНІЙ ОСНОВІ
Розроблено аналітичний метод розрахунку балок довільної неперервної змінної жорсткості, що опираються на неоднорідну суцільну пружну основу Вінклера. Неоднорідність основи характеризується змінним погонним коефіцієнтом постелі, який може являти собою будь-яку неперервну функцію. Метод ґрунтується на точному розв’язку відповідного диференціального рівняння зі змінними коефіцієнтами. В замкненій формі наведено розрахункові формули для параметрів напружено-деформованого стану балки. Наведено розрахунок на згин бетонної балки у вигляді зрізаного клину, що опирається на експоненціально-змінну пружну основу.
СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ВПЛИВУ АРХІТЕКТУРНОГО ДИЗАЙНУ НА ПСИХОЛОГІЧНИЙ СТАН КОРИСТУВАЧІВ
У статті проведено статистичний аналіз впливу архітектурного дизайну на психологічний стан користувачів із застосуванням A/B-тестування, концептуально запропонованого автором дослідження. Методологія ґрунтується на синтетичних датасетах, змодельованих у Python на основі емпіричних закономірностей, описаних у сучасній літературі з A/B-тестування та психології середовища. Проаналізовано три ключові параметри архітектурного середовища — колір, тип освітлення та конфігурацію простору — та їхній вплив на стрес, емоційний комфорт і когнітивну продуктивність. Статистичний аналіз із використанням t-тестів, дисперсійного аналізу та регресійних моделей показав, що холодні кольори, природне освітлення й відкриті простори позитивно впливають на психологічний стан користувачів. Отримані результати підкреслюють необхідність інтеграції доказових статистичних підходів у архітектурне проєктування.
РОЗРОБКА БАГАТОЕТАПНОЇ ІННОВАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ КОМБІНОВАНОГО ОЧИЩЕННЯ МІНІАТЮРНИХ ТА ПРЕЦИЗІЙНИХ ШАРИКОПІДШИПНИКІВ
У статті подано розробку багатоетапної технології комбінованого очищення мініатюрних та прецизійних підшипників кочення, яку розроблено на основі результатів комплексних експериментальних досліджень мініатюрних та прецизійних шарикопідшипників зовнішнім діаметром до 30 мм (класів Р4/Р2). Такі підшипники є критичними елементами високотехнологічних механічних систем, що особливо актуально в авіаційній, космічній та спеціальній високоточній промисловості. Для мініатюрних підшипників кочення встановлено необхідність досягнення 12-го класу чистоти за ISO 16232, де залишок частинок забруднень розміром ≥ 5 μм не перевищує 60 шт., як критичної умови для забезпечення експлуатаційних характеристик. Експериментально встановлено, що при розробці технології очищення оптимальний кут очищення має становити 30о–45о, а швидкість обертання бути 500 об/хв. В ході розробки було оптимізовано технологічні параметри, що включають: магнітну сепарацію (0,5 Тл), двочастотне ультразвукове очищення в турбулентному потоці розчиннику Д-60, фінальне промивання Гептаном з використанням вакуумного сушіння. Підтверджена ефективність очищення η ≈ 96,7 % забезпечує збереження віброакустичних параметрів та економічну доцільність через уникнення дорогих експлуатаційних відмов.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВОЇ ГІДРОМАШИНИ З ДЕФЕКТОМ В ПОРШНЕВІЙ ЧАСТИНІ
В роботі проведено дослідження математичної моделі аксіально-поршневої гідромашини з дефектом в поршневій частині з зазначеними розмірами дефектів.
ПЕРСПЕКТИВИ ПЕРЕДЗБИРАЛЬНОГО МОНІТОРИНГУ ПОСІВІВ ЛЬОНУ З ВИКОРИСТАННЯМ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
Сучасні підходи до агромоніторингу потребують підвищення оперативності й точності оцінювання стану сільськогосподарських культур у передзбиральний період. Запропоновано алгоритм комплексного оцінювання стану стеблостою льону перед збиранням, що ґрунтується на поєднанні даних, отриманих з використанням безпілотних літальних апаратів, та результатів традиційних польових і лабораторних досліджень. Складено математичну модель комплексного показника стану стеблостою льону та розроблено підхід до формування карт полів, що дозволяють обґрунтовано визначати терміни й технологію збирання льону та оптимізувати налаштування збиральної техніки.
МОДЕЛЮВАННЯ ПЛАСТИЧНОЇ ПОВЕДІНКИ ПОРИСТОГО МАТЕРІАЛУ ЗІ СТРУКТУРОЮ ІНВЕРСНОГО ОПАЛУ ПРИ ВЕЛИКИХ ДЕФОРМАЦІЯХ
Шляхом скінчено-елементного моделювання на представницькому осередку досліджено процес незворотного пластичного деформування пористого матеріалу з інверсно-опаловою структурою аж до моменту, коли структура пор стає майже повністю закритою. Це є важливим для прогнозування збереження адсорбційних та хімічно-каталітичних функціональних властивостей інверсно-опалових матеріалів при експлуатації та обробці тиском. Виявилось, що структура інверсного опалу зберігає відкриту пористість навіть за досить великих деформацій. Встановлена суттєва розбіжність між інженерним критерієм текучості 0.2 % залишкової деформації та фізичною границею текучості.
АВТОМАТИЗОВАНЕ ПРОЄКТУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ СИСТЕМ У ХАРЧОВІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ: SOLIDWORKS ELECTRICAL, EPLAN ELECTRIC P8 ТА AUTOCAD ELECTRICAL
У статті здійснено порівняльний аналіз сучасних ECAD-систем, що застосовуються для автоматизованого проєктування електричних схем у харчовій промисловості. Розглянуто архітектуру та функціональні можливості SolidWorks Electrical, EPLAN Electric P8 та AutoCAD Electrical, наведено практичні кейси їх використання у виробничих процесах і навчальних закладах. Показано, що SolidWorks Electrical забезпечує інтеграцію ECAD-MCAD, EPLAN Electric P8 характеризується високим рівнем стандартизації та автоматизації, а AutoCAD Electrical вирізняється доступністю та ефективністю для локальних систем керування. Визначено перспективи розвитку ECAD-рішень у контексті Industry 4.0, зокрема інтеграцію з хмарними сервісами, IoT та цифровими двійниками.
ФУНКЦІОНАЛЬНА РОЛЬ ПОДІЛЬНИКІВ ПІД ЧАС ЗБОРУ ПОЛЕГЛОГО ЛЬОНУ
Полеглість – одна з критичних проблем під час збирання льону. Функціональна роль подільників у системах збирання льону-довгунця достатньо повно висвітлена в класичній і сучасній технічній літературі. Водночас питання їх застосування під час збирання сучасних сортів олійного льону залишаються недостатньо дослідженими. Підвищені показники висоти та густоти рослин олійного льону формують поведінку стеблостою, подібну до поведінки полеглого льону-довгунця. У статті наведено аналітичну оцінку конструкцій подільників, виконану на основі синтезу результатів сучасних інженерних досліджень і технічної документації виробників льонозбиральних машин. Оглянуто механізми розділення стебел, дію підйомних сил та формування контрольованого попереднього нахилу, щоб з’ясувати, як подільники впливають на стабільність подачі та якість збирання. Особливу увагу приділено порівнянню жорстких і пружинних подільників та визначенню їх ефективності за різних рівнів полеглості. Аналіз показує, що подільники суттєво підвищують повноту захоплення стебел, зменшують пошкодження, спричинені згинанням, і стабілізують потік стебел не лише під час витягування льону-довгунця, а й під час зрізання льону олійного. Розроблено конструктивні рекомендації щодо інтеграції подільників у сучасні льонозбиральні машини, зокрема оптимізації висоти встановлення, застосування гнучкого кріплення, раціональної кривизни носової частини та поверхонь із низьким коефіцієнтом тертя. Отримані результати підкреслюють, що подільники слід розглядати як невід’ємний функціональний компонент під час збирання обох категорій льону, оскільки вони безпосередньо впливають на ефективність роботи машини, рівномірність формування стрічок та збереження якості матеріалу.
ОКРЕМІ АСПЕКТИ ТЕОРІЇ ВІДПАЛУ ДЕФЕКТІВ В ОПРОМІНЕНИХ КРИСТАЛАХ CdSb
Процеси утворення і перебудови радіаційних дефектів при опроміненні і відпалі можна розглядати як сукупність квазіхімічних реакцій різного порядку. Деякі із них важко звести до форми, яка б давала можливість проаналізувати часову залежність концентрації дефектів при відпалі. Важливим параметром, який визначає кінетику відпалу дефектів, є енергія активації відпалу. Існує багато методів визначення цієї енергії. Ми користувалися методом перерізів, який ґрунтується на аналізі кривих Арренiуса при різних температурах відпалу. Для визначення області термостійкості радіаційних дефектів використовувалася методика ізохронного відпалу.
ПЕРЕВІРКА СУМІСНОСТІ ПРИНЦИПІВ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ
Апарат спеціальної теорії відносності (СТВ) є основою досліджень як мікро-, так і мегасвіту [1]. Астрономічні спостереження останніх років та розрахунки відповідно до ΛCDM–моделі Всесвіту [2] виявили нові різновиди матерії – темні, засоби опису яких в апараті простору-часу відсутні. Шляхом прецизійних вимірювань анізотропії космічного мікрохвильового фону (КМФ) Дж. Смут [3] надійно зареєстрував у Галактиці виділений напрям [4]. Додаткового вивчення вимагає порушення в ньютоноподібній СТВ принципу А. Айнштайна еквівалентності маси та енергії частинок. Результати названих досліджень можуть вказувати на надлишковість (чи розширене трактування) окремих постулатів СТВ. Перевірка названих розбіжностей і є основною метою даної роботи. У роботі [5] представлено порівняння апарату СТВ з тестовими теоріями (включаючи теорії Робертсона та Мансурі-Секста), що допускають розширення перетворень Лоренца [1] додатковими параметрами. Виявилося, що використані ними теорії нічим не відрізняються від СТВ. При побудові релятивістської хвильової механіки П. Дірак показав [6], що адекватним релятивістській механіці є 4-вимірний простір імпульсів частинок, тому в [7] запропоновано іншу методику тестування СТВ – в евклідовому 4-просторі, що має засоби опису як темних різновидів матерії так і виділеного напряму. Причиною несумісності апарату СТВ з принципом еквівалентності маси та енергії виявилась низька вимірність простору імпульсів частинок. Для обґрунтування такого висновку розвинуто апарат релятивістської механіки в 4-просторі. Виявлено обмеження, що накладаються законом збереження енергії на принцип суперпозиції імпульсів частинок та звернено увагу на недетермінованість взаємодії частинок. Введено поняття непланарного дисипативного вузла взаємодії, без використання якого неможливо будувати апарат динаміки в евклідовому просторі. Враховано унікальність в релятивістській механіці виділеної системи відліку та властивостей темних частинок матерії і енергії. Встановлено, що використання принципу загальної коваріантності призводить до різного ходу часу в різних системах відліку.
ВИЗНАЧЕННЯ ОБ҆ЄМУ ЄМНОСТІ КОМБІНОВАНОГО КОМПЕНСАТОРА ЗА РОБОТОЮ АКУМУЛЮВАННЯ РОЗЧИНУ ОДНОПОРШНЕВОГО ГІДРОПРИВОДНОГО РОЗЧИНОНАСОСА
Аналіз сучасних насосів вказує на пошук шляхів спрощення їх конструкцій і на вдосконалення принципової схеми однопоршневих розчинонасосів при зведенні до мінімуму пульсацій у трубопроводі під час транспортування будівельних розчинів. Зниження пульсацій тиску в сучасних однопоршневих розчинонасосах забезпечується застосуванням компенсаторів тиску у вигляді повітряних ковпаків різного об’єму. Але повітряні компенсатори, виконуючи свою функцію поряд з перевагами, мають суттєві недоліки, а саме: об’єм стиснутого повітря, що безпосередньо контактує з перекачуваним розчином інтенсивно видаляється з компенсатора під час роботи розчинонасоса. Особливо інтенсивність видалення повітря зростає при тиску подачі розчину (вище 1,5 МПа). При цьому корисний об’єм компенсатора зменшується, ефективність акумулювання розчину компенсатора суттєво знижується, а ступінь пульсацій розчину пропорційно зростають. У статті проаналізовано роботу та математично обґрунтовано визначення корисного об’єму на основі правил поведінки газу в ізотермічному процесі нової конструкції комбінованого компенсатора підвищеної ефективності зменшення ступеня пульсацій тиску під час перекачування будівельних розчинів різної рухомості гідроприводним однопоршневим розчинонасосом.
ПОБУДОВА БРЕНДУ МОДНОГО ОДЯГУ НА ПРИНЦИПАХ СТАЛОГО РОЗВИТКУ
У статті досліджено теоретичні та практичні засади формування бренду модного одягу на принципах сталого розвитку. Проаналізовано сучасні підходи до сталого брендингу, зокрема концепції slow fashion, економіки замкненого циклу та міжнародні стандарти екологічної сертифікації. Узагальнено поведінкові чинники, що впливають на лояльність споживачів до сталих брендів, а також визначено ключові бар’єри впровадження сталих практик у fashion-індустрії. Окрему увагу приділено характеристиці текстильних матеріалів із позиції їх екологічного впливу та можливості переробки. Наведено порівняльний аналіз переробки основних волокон і систематизовано конструктивні принципи створення сталого одягу, такі як модульність, ремонтопридатність, zero-waste дизайн, моно-матеріальність та довговічність. На основі узагальнених вимог розроблено колекцію чоловічого одягу, що відображає можливості практичного застосування еко дизайн-підходів. Результати продемонстрували, що інтеграція екологічних матеріалів, відповідальних технологій та продуманої конструкції дозволяє підвищити функціональність, зменшити ресурсомісткість та продовжити життєвий цикл виробів. Дослідження підкреслює необхідність комплексного підходу до сталого брендингу, який охоплює не лише продукти і матеріали, а й комунікацію, виробничі процеси, поведінкові аспекти та бізнес-моделі.
ОБҐРУНТУВАННЯ КРИТЕРІЮ ГРАНИЧНОГО СТАНУ СТАЛЕЙ ГАЗОПРОВОДІВ ЗА ЇХ ПЕРЕПРОФІЛЮВАННЯ ДЛЯ ВОДНЮ
Тривала експлуатація магістральних трубопроводів спричиняє істотне зниження вихідних механічних характеристик. Проаналізовано вплив експлуатаційних умов наводнювання сталей газопроводів на їх деградацію за опором крихкому руйнуванню. Обґрунтовано критерій досягнення граничного стану сталей за тріщиностійкістю залежно від тиску газу в трубі та наявності тріщиноподібних дефектів. Отримані результати можна використати для оцінювання роботоздатності сталей магістральних газопроводів в умовах транспортування водню.
СКІНЧЕННО-ЕЛЕМЕНТНЕ МОДЕЛЮВАННЯ СТАТИЧНОГО ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ АТЕРОСКЛЕРОТИЧНИХ СУДИН НА ОСНОВІ ДАНИХ OCT ЗОБРАЖЕНЬ
У роботі представлено методику оцінки напружено-деформованого стану атеросклеротичних судин на основі клінічних даних оптичної когерентної томографії (ОКТ). Розроблено алгоритм автоматизованої побудови параметричної геометрії судини. За допомогою методу скінченних елементів проаналізовано три типи бляшок: некальциновану, кальциновану та низької щільності. Встановлено зони концентрації напружень у «плечах» бляшки, що дозволяє прогнозувати ризик її розриву.
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИТІВ МЕТОДОМ ОПТИЧНОЇ МІКРОСКОПІЇ ТА ІЧ-СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ
Для формування полімерних матеріалів використано епоксидний діановий оліґомер ЕД-20, полімеризацію якого виконували за допомогою амінного твердника поліетиленполіаміну ПЕПА. Підвищення властивостей епоксидних композитів досягали шляхом використання суміші дискретних волокон на основі поліестеру, візкози, еластану, вміст яких змінювали у межах q = 0,25…2,00 мас.%. У роботі досліджували характер руйнування поверхні епоксидних композитів методом оптичної мікроскопії, що дозволив визначити особливості взаємодії інгредієнтів і стійкість розроблених матеріалів до впливу навантажень ударного характеру. Додатково досліджували міжфазову взаємодію інгредієнтів композиту з використанням методу ІЧ-спектрального аналізу. Встановлено зміну параметрів інтенсивності (Т, %), відносної площі піку (S, %), а також незначні зміщення хвильових чисел (Δν, см-1), що відповідає коливанням груп: -NН-, О-Н (ν = 3408 см-1), С-Н, (ν = 2922…2848 см–1), С=О (ν = 2019 см–1), поліестерної складової (ν = 1700 см–1), С–О–С (ν = 1112…914 см–1) та вказує на структурні перетворення при полімеризації інгредієнтів композиту.
РОЗТЯГ ПЛАСТИНИ З ОТВОРОМ ТА РАДІАЛЬНОЮ ТРІЩИНОЮ, НА ПРОДОВЖЕННІ ЯКОЇ УТВОРИЛИСЯ ПЛАСТИЧНІ ЗОНИ З ВИКОРИСТАННЯМ УМОВИ ПЛАСТИЧНОСТІ ТРЕСКА-СЕН-ВЕНАНА
У роботі побудовано розв’язок задачі про розтяг безмежної ізотропної пластини з круговим отвором та радіальною наскрізною прямолінійною тріщиною. При розв’язуванні задачі припускалося, що під дією зовнішнього навантаження на нескінченності на продовженні тріщини утворилися пластичні зони, для моделювання яких використано умови пластичності Треска-Сен-Венана. Розв’язок задачі побудований з використанням методів теорії функцій комплексної змінної та комплексних потенціалів і зведений до системи сингулярних інтегральних рівнянь, яка розв’язана чисельно за допомогою методу механічних квадратур. Проведено числовий аналіз задачі та побудовано графіки для довжин пластичних зон в залежності від прикладеного зовнішнього навантаження.
ЙМОВІРНІСНІ МОДЕЛІ ДЛЯ АНАЛІЗУ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ АРХІТЕКТУРНИХ ОБ’ЄКТІВ
У статті розглянуто застосування ймовірнісних моделей для аналізу та прогнозування довговічності архітектурних об’єктів в умовах невизначеності експлуатаційних і матеріальних параметрів. Методологія дослідження ґрунтується на використанні моделей теорії надійності та аналізу часу до відмови, зокрема розподілів Вейбулла та логнормального розподілу, які широко застосовуються для опису процесів деградації будівельних матеріалів і конструкцій. У роботі використано синтетичні дані, змодельовані на основі емпіричних результатів попередніх досліджень довговічності бетонних і конструкційних матеріалів. Для оцінки ймовірності відмови та прогнозування строку служби архітектурних об’єктів застосовано методи структурної надійності та моделювання Монте-Карло. Отримані результати демонструють ефективність ймовірнісного підходу для кількісної оцінки ризиків деградації та дозволяють визначати очікуваний строк експлуатації з урахуванням варіабельності впливових факторів. Запропонований підхід може бути використаний як інструмент підтримки прийняття рішень у процесі проєктування та оцінювання надійності архітектурних об’єктів.
СТРУКТУРА ВИСОКОЕНТРОПІЙНОГО AlNiCrTiB СПЛАВУ ПІСЛЯ ВИСОКОШВИДКІСНОЇ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВОЇ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
У роботі досліджено структуру та фазовий склад легкого високоентропійного сплаву AlNiCrTiB, отриманого механічним легуванням та електронно-променевою обробкою. Встановлено формування in-situ боридних фаз TiB і Cr2B3, які утворюються в процесі високотемпературного нагрівання. Показано, що під час переплавлення поверхневого шару формується металева матриця з крупними ограненими боридними включеннями, тоді як за більш рівномірного нагрівання за нижчих температур відбувається ріст дрібнодисперсних частинок TiB через взаємодію титану з бором. У перехідній зоні між переплавленою та внутрішньою областями формується тонкий шар TiB, що забезпечує подальше формування рівномірної композитної структури на основі металевої матриці та дисперсних боридних включень.
ВПЛИВ ВМІСТУ ВОЛЬФАРМУ НА ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ МІКРОСТРУКТУРИ ТА ФАЗОВОГО СКЛАДУ ПОРОШКІВ СПЛАВУ WXFECONI ПІД ЧАС МЕХАНІЧНОГО ЛЕГУВАННЯ
У роботі досліджено синтез важких високоентропійних сплавів WxFeCoNi (x = 1; 1,5; 2), отриманих методом механічного легування у бензиновому середовищі. Показано, що еквіатомний сплав WFeCoNi формує двофазний стан ОЦК/ГЦК без інтерметалідів, тоді як збільшення вмісту вольфраму до x = 1,5 знижує конфігураційну ентропію змішування та посилює сегрегацію фаз. Для складу x = 2 встановлено утворення карбіду WC внаслідок перевищення граничної розчинності вуглецю та активованої дифузії у процесі подрібнення. Отримані результати демонструють важливість контролю концентрації W і умов механічного легування для керування мікроструктурою та фазовою стабільністю важких ВЕС, що є перспективним для застосувань у високотемпературних та високонавантажених вузлах
АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ТЕРМОМЕХАНІЧНОЇ СУМІСНОСТІ ФАЗ БАГАТОШАРОВИХ ПОКРИТТІВ MOSI2-МЕB2-(TI, MO)
У роботі проведено дослідження термомеханічної сумісності багатошарових градієнтних покриттів MoSi₂–MeB₂–(Mo, Ti) на підкладці Inconel 718 методом скінченних елементів. Проаналізовано розподіл напружень і деформацій під час охолодження від 1000 °C до 20 °C. Покриття з демпферним шаром із Мо забезпечують високу стабільність за високих температур, тоді як Ті як демпфер підвищує пластичну адаптацію, але формує високі залишкові напруження в шарах. Найнижчі рівні напружень (~100 МПа) та найвища термомеханічна стабільність за циклічних нагрівально-охолоджувальних навантажень спостерігаються в композиції MoSi₂–ZrB₂–10 SiC–Mo. Результати підкреслюють важливість оптимального підбору бар’єрних і демпферних шарів для мінімізації термічних напружень та забезпечення цілісності покриттів у високотемпературних умовах.