У збірнику наукових праць висвітлюються результати експериментально-теоретичних досліджень за науковими спеціальностями: 105 Прикладна фізика та наноматеріали; 113 Прикладна математика; 131 Прикладна механіка; 132 Матеріалознавство; 133 Галузеве машинобудування; 151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології.
Луцький національний технічний університет
ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОГАЗОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ЗАКРИТИХ ПЕРЕПУСКНИХ КАНАЛАХ КРУГЛОГО ТА ТРИКУТНОГО ПЕРЕРІЗУ
Розглянуто різні методи аналізу гідрогазодинамічних процесів у закритих перепускних каналах з круглою і трикутною формою поперечного перерізу. Одним з використаних підходів був аналітичний метод, який передбачав складні математичні обчислення та подальшу візуалізацію процесів за допомогою системи MATLAB. Цей підхід дав змогу детально дослідити характеристики каналу та відтворити явища ламінарного потоку рідин і газів, що дозволило глибше зрозуміти їхні фізичні особливості. Інший метод полягав у використанні імітаційного комп'ютерного моделювання процесів ламінарного потоку рідини та газу через канали з круглою та трикутною формою поперечного перерізу за допомогою програмного забезпечення SOLIDWORKS Flow Simulation. Для реалізації цього підходу були задані необхідні вхідні параметри та умови, а отримані результати піддалися детальному аналізу та інтерпретації. Цей метод дозволив створювати високоточні комп'ютерні моделі гідрогазодинамічних процесів, що дало змогу глибше дослідити їхню поведінку та взаємодію в умовах різноманітних форм поперечних перерізів каналів. Порівняння результатів, отриманих за допомогою обох методів, підтвердило їхню здатність адекватно моделювати гідрогазодинамічні процеси в закритих перепускних каналах з круглою та трикутною формою поперечного перерізу. Дані, що були отримані, не лише підтвердили точність вибраних методів, але й дозволили глибше зрозуміти механізми перетікання рідин та газів за умови ламінарного руху. Це дослідження відкриває нові можливості для подальших наукових розробок у галузі гідрогазодинаміки і має потенціал для застосування в інженерних розрахунках, де важливими є висока точність, достовірність і надійність моделей гідрогазодинамічних процесів.
Авторське право (c) 2025 Наукові нотатки
СИНТЕЗ НІТРОКРОХМАЛЮ: КОРЕЛЯЦІЯ МІЖ МЕТОДОЛОГІЄЮ НІТРУВАННЯ, СТРУКТУРНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ У КОНТЕКСТІ СТВОРЕННЯ ВИСОКОЕНЕРГЕТИЧНИХ МАТЕРІАЛІВ
У роботі проведено порівняльний аналіз класичних та сучасних методів синтезу нітрокрохмалю. Наголошено на ключових перевагах та недоліках кожного підходу, зокрема, впливі складу нітруючої суміші на ступінь нітрування та стабільність кінцевого продукту. Представлено результати власного експерименту з нітрування кукурудзяного та картопляного крохмалю за допомогою суміші нітроолеуму (із вмістом NO₂ 3-20%) та сірчаної кислоти. Встановлено, що запропонований метод дозволяє отримати нітрокрохмаль з високим вмістом азоту (12,6-12,9%) та задовільною хімічною стійкістю. Доведено, що метод із застосуванням нітроолеуму є найбільш ефективним для отримання високоякісного продукту. Досліджено вплив різних методів стабілізації (кисла та лужна варка, промивання) на термічну стабільність нітрокрохмалю, що оцінювалася за температурою початку активного розкладання. Визначено перспективи використання отриманого нітрокрохмалю у складі високоенергетичних композицій.
МЕТОДИКА ПРОГНОЗУВАННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ЛЬОНУ-ВОЛОКНА ТА НАСІННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ БПЛА-ЗЙОМКИ ТА АВТОМАТИЗОВАНОГО АНАЛІЗУ
Точне прогнозування врожайності волокна та насіння льону олійного (Linum usitatissimum) має вирішальне значення для оптимізації збору врожаю та обробки. У цій статті пропонується метод, який інтегрує зображення БПЛА (дронів) високої роздільної здатності з польовими спостереженнями за стиглістю культури та якістю росту для прогнозування кінцевої врожайності волокна та насіння. Для отримання зображень на ключових стадіях росту використовується багатороторний БПЛА, оснащений мультиспектральними та RGB-датчиками. Ці зображення автоматично обробляються спеціальним пристроєм аналізу зображень для обчислення вегетаційних індексів (наприклад, NDVI) та структурних особливостей рослин. Забезпечуючи своєчасну та точну оцінку врожайності, цей підхід сприяє більш ефективному виробництву льону та сталому використанню всієї біомаси сільськогосподарських культур.
ГЕНЕРАТИВНІ АГЕНТНІ РІШЕННЯ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
AI-агенти демонструють автономність у плануванні, виконанні, аналізі та підтримці тестів, пропонуючи потенціал для подолання стійких викликів у забезпеченні якості, зокрема надмірних витрат на підтримку, тривалих циклів налагодження та обмежених можливостей прогнозування. Для структурування дослідження визначено сім основних агентних варіантів використання, що охоплюють повний життєвий цикл тестової автоматизації. Проведено порівняльну оцінку трьох SaaS-платформ — KaneAI, Zephyr Scale Automate та TestRigor — із застосуванням дуальної методики, яка поєднує кількісне оцінювання та якісний аналіз. Такий підхід забезпечує цілісне розуміння як зрілості підтримки агентних функцій, так і глибинних характеристик їх реалізації, роблячи внесок у дискурс щодо еволюції практик тестування програмного забезпечення.
АНАЛІЗ ВИБУХОПОЖЕЖОНЕБЕЗПЕКИ ВИДОБУВАННЯ ПРИРОДНОГО ГАЗУ
У статті підкреслено, що проблема убезпечення газодобування є актуальною і потребує впровадження сучасних технологій захисту. Проаналізовано утворення вибухопожежонебезпечного середовища у буровій установці. Зазначено, що в Правилах безпеки в нафтогазодобувній промисловості вказано лише про категорування приміщень, а про категорування зовнішніх установок відсутня будь-яка інформація. Встановлено, що вказані зовнішні установки належать до категорій Аз (вибухопожежонебезпечна) та Вз (пожежонебезпечна). Запропоновано внести зміни у Правила безпеки в нафтогазодобувній промисловості про необхідність категорування зовнішніх установок, а на об’єктах видобутку природного газу визначити категорії за вибухопожежною небезпекою для газових свердловин, бурових установок, мобільних компресорних станцій, факельних систем та інших об’єктів, пов’язаних з експлуатацією об’єктів газодобування.
ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ ОБСМАЖЕНОГО ТА ПРОТЕРТОГО НАПІВФАБРИКАТУ З РІПЧАСТОЇ ЦИБУЛІ
В роботі представлено результати досліджень технологічного процесу та обґрунтування прийнятих заходів по удосконаленню лінії виробництва обсмаженого та протертого напівфабрикату з ріпчастої цибулі. Аналіз роботи даної лінії на Черкаському виробничому підрозділі товариства з обмеженою відповідальності «Віджи Продакшн» групи компаній «Верес» дозволив виявити ряд суттєвих недоліків в її роботі. За результатами аналізу було обґрунтовано, розроблено та впроваджено удосконалену лінію з суттєво покращеними технічними характеристиками.
КОМПЛЕКСНЕ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ ВИДАЛЕННЯ ЗАБРУДНЕНЬ З МИЮЧОЇ РІДИНИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЛАДІВ, ВИКОРИСТОВУВАНИХ ДЛЯ ПРОМИСЛОВОЇ ОЧИСТКИ ПІДШИПНИКІВ
В статті розглядається проблема очищення підшипників кочення, шляхом видалення різного роду забруднень з робочих поверхонь і трактів кочення, та забрудненої при цьому використовуваної миючої рідини. Вирішення якої пропонується шляхом дослідження та використання комбінованих систем очищення, що поєднують фізико-хімічні та механічні методи фільтрації миючої рідини, адаптовані до специфіки видалених забруднень. Запропоновано використання оригінальної конструкції пристрою очищення мініатюрних шарикопідшипників комбінованими імпульсно-магнітними та ультразвуковими полями. Пристрій оснащено складною системою фільтрації миючої рідини. За результами дослідження проаналізовано вимиті забруднення різної фізичної природи. Запропоновано рекомендації щодо використання комбінованих операцій очищення підшипників кочення ультразвуковими та імпульсно-магнітними полями як фінішних, для підвищення їх довговічності та експлуатаційної надійності.
ОСОБЛИВОСТІ КІНЕТИКИ СУШІННЯ ТВЕРДИХ ВІДХОДІВ ПТАХОФАБРИК ЯК ОСНОВА УДОСКОНАЛЕНННЯ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ОРГАНІЧНИХ ДОБРИВ
У статті наведено результати експериментальних досліджень параметрів кінетики сушіння твердих відходів птахофабрик. Встановлено початкову середню вологість матеріалу та структуру зв’язку вологи з курячим послідом. На основі аналізу отриманих даних запропоновано вдосконалення машинно-апаратурної технологічної схеми установки утилізації курячого посліду із отриманням якісного органічного добрива
РОЗРОБКА НАХИЛЮВАЧА СТЕБЕЛ ЛЬОНУ ДЛЯ ЛЬОНОБРАЛЬНОГО АПАРАТА
У статті дано опис конструкції нахилювача стебел льону для дисково-пасового льонобрального апарата. Виготовлено експериментальну установку з нахилювачем стебел льону та в польових умовах перевірено її роботоздатність. Встановлено, що використання нахилювача забезпечує гарантований нахил стебел, які підводяться подільниками до брального рівчака, цим самим зменшуючи в подальшому розтягнутість і перекіс стебел у стрічці. А також забезпечить перпендикулярність затиснутих у бральному рівчаку стебел льону, а значить покращить виконання наступних технологічних операцій льонозбиральної машини. Таких, як обчісування насіннєвих коробочок і розстил льоносоломи.
ТЕОРІЯ ІГОР У БІЗНЕСІ: МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ВЗАЄМОДІЇ
Стаття присвячена аналізу застосування математичних моделей теорії ігор у бізнесі для моделювання взаємодії економічних агентів, з акцентом на конкурентні стратегії, поведінку компаній та споживачів у динамічному ринковому середовищі. Отримані наукові результати демонструють, що теорія ігор ефективно моделює конкурентну поведінку компаній, зокрема через домінуючі стратегії та рівноваги Неша, дозволяючи прогнозувати наслідки цінових війн та зриву домовленостей, як у класичній дилемі ув’язненого. У моделюванні споживчої поведінки виділено феномен демонстративного споживання, де ігрові матриці витрат-вигод показують, як соціальні ефекти впливають на вибір, формуючи ігри з нульовою сумою та змішані стратегії для мінімізації втрат. У маркетингових рішеннях, на прикладі ринку систем кондиціювання, платіжні матриці з корекційними коефіцієнтами дозволяють визначати оптимальні комбінації стратегій, таких як розширення мережі чи рекламні кампанії, з урахуванням відсутності сідлових точок та переходу до ймовірнісних профілів. Модель Антуана- Огустіна Курно ілюструє динаміку дуополії, де кооперативні стратегії забезпечують вищі прибутки, але конкурентні стимули, підкреслюють необхідність координаційних ігор для стійкого розвитку. Практична цінність дослідження полягає в наданні інструментів для бізнес-менеджменту, зокрема для оптимізації стратегій у маркетингу, логістиці та ціноутворенні, що допомагає компаніям мінімізувати ризики в умовах конкуренції та підвищувати прибутковість. Застосування запропонованих моделей дозволяє прогнозувати реакції конкурентів та споживачів, сприяючи ефективному прийняттю рішень у реальних ринкових ситуаціях, таких як роздрібна торгівля чи ланцюги постачання.
САМОСИНХРОНІЗАЦІЯ ВІБРОЗБУДНИКІВ ВІБРАЦІЙНИХ МАШИН З БІГАРМОНІЧНИМИ КОЛИВАННЯМИ РОБОЧОГО ОРГАНУ
Розглянуто практичну можливість самосинхронізації двох пар дебалансних віброзбудників з кратними частотами обертання. Задача розв’язується з використанням інтегрального критерію стійкості синхронних рухів. Отримано формули для синхронізуючих моментів; умови існування та стійкості синхронних режимів руху збудників. Наведені рівняння для визначення кутів зсуву фаз у можливих синхронних режимах руху віброзбудників. Сформульовані практичні рекомендації стосовно підвищення стабільності кратно-синхронного обертання віброзбудників. Теоретичні результати узгоджуються з результатами комп’ютерного моделювання
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ОДЕРЖАННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНО ОРІЄНТОВАНИХ ПОРОШКІВ СИНТЕТИЧНОГО АЛМАЗУ
Експериментальними дослідженнями порошку синтетичного алмазу марки АС20 зернистості 100/80 показано, що вплив способів модифікування вихідного порошку (модифікування високовольтними електричними розрядами або рідинофазним окисленням) відображається на зміні адсорбційно-структурних та морфометричних характеристик порошків: зокрема питомої площі поверхні; питомого об'єму пор; середнього радіусу пор; сумарного об'єму пор, розподілу об'єму пор за їх розмірам.. Показник питомої площі поверхні вихідних зразків має тенденцію до зниження після модифікування порошків. Досліджені зразки мають розвинену мезопористу структуру поверхні. Досліджені способи модифікування не виявляють суттєвого впливу на морфометричні характеристики порошків. Порівняльний аналіз результатів за коефіцієнтами лінійної апроксимації кривих розподілу пор за розміром дає змогу отримати на кількісному рівні показник (а2/а1) зміни стану поверхні порошків, що може слугувати характеристикою якості поверхні порошку при вивченні дефектності поверхні зерен синтетичного алмазу та її впливу на експлуатаційні характеристики алмазного інструменту. Отримані результати дають підґрунтя для подальшого розроблення бази даних формування оптимальних показників адсорбційно-структурних характеристик порошків синтетичного алмазу широкого функціонального призначення.
МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НАПРУЖЕНОСТІ МАГНІТНОГО ПОЛЯ В ШАРІ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОЇ СТАЛІ
Робота присвячена визначенню періодичної складової напруженості магнітного поля в шарі електротехнічної сталі. Під час побудови математичної моделі магнітна проникність апроксимується дробово- раціональною функцією. Для розрахунку властивостей магнітного поля використано два нелінійні методи – метод четвертого порядку точності та метод третього порядку точності з двосторонньою оцінкою похибки результату. Переваги такого підходу полягають у тому, що використовуючи лише чотири обчислення правої частини диференціального рівняння отримано метод четвертого порядку точності, два двосторонні наближення третього порядку точності, а також явну оцінку головного члена локальної похибки результату. Проведено розрахунок і аналіз математичної моделі, а також визначено вигляд наближення магнітної проникності, яку потрібно використовувати при дослідженні слабких і сильних полів.
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.
ПОВЕРХНЕВІ ВЛАСТИВОСТІ АЛМАЗНИХ ШЛІФПОРОШКІВ МАРКИ АС250 РІЗНИХ ЗЕРНИСТОСТЕЙ
У статті представлені результати дослідження поверхневих властивостей алмазних шліфувальних порошків марки AC250 з розміром зерна 630/500 та 500/400 (згідно з нормативною документацією України). Дослідження структурно- сорбційних властивостей поверхні шліфувальних порошків проводилося об'ємним методом адсорбції-десорбції азоту за стандартною процедурою. Показано, що, незважаючи на більший розмір кристалів алмазу, зразок з розміром зерна 630/500 має більшу питому площу поверхні (0,21 та 0,18 м2/г відповідно) та об'єм пор 1,99 проти 1,75×10-4 мл/г, порівняно зі зразком з розміром зерна 500/400. Цей результат зумовлений меншим середнім радіусом пор для зразка з розміром зерна 630/500, порівняно зі зразком з розміром зерна 500/400. Водночас, досліджувані зразки мають питому поверхню приблизно в 50–70 разів більшу, ніж площа поверхні ідеальних кристалів алмазу відповідного розміру зерна, та підвищену гідрофільність, що є результатом наявності точкових дефектів у поверхневому шарі зразків.
ОПТИМІЗАЦІЯ МОДЕЛЮВАННЯ ВИМУШЕНОГО РАМАНІВСЬКОГО РОЗСІЮВАННЯ В САМОФОКУСУЮЧИХ РІДИНАХ
У статті розглядається чисельна верифікація фізичної коректності використання квадратичної залежності радіуса лазерного пучка при моделюванні вимушеного раманівського розсіювання (ВРР) у самофокусуючих середовищах, таких як толуол. Проаналізовано вплив різних степенів залежності коефіцієнта підсилення від радіуса пучка (n = 1, n = 2, n = 3) на стабільність і точність результатів. Розроблено два чисельні підходи: метод Адамса із адаптивним кроком і ітераційний метод Ейлера з фіксованим кроком, які базуються на законах збереження енергії та ефекті Керра. Моделювання проведено з параметрами, характерними для толуолу (початковий радіус пучка 113 мкм, коефіцієнт заломлення середовища 1.49, довжина вхідної хвилі лазерного випромінювання 694.3 нм, критична потужність 25 кВт). Результати демонструють, що квадратична модель (n = 2) забезпечує оптимальну комбінацію стабільності та фізичної коректності, точно відображаючи поріг генерації стоксової компоненти (zf ≈ 0.083 м) і стабілізацію потужностей. Лінійна модель (n = 1) недооцінює ефект самофокусування, порушуючи закон збереження енергії, тоді як кубічна модель (n = 3) виявляє нестабільність. Робота має практичне значення для оптимізації лазерних систем у спектроскопії, оптоелектроніці та біомедицині. Крім того, важливим аспектом створення чисельних програм стало підвищення ефективності обчислень. Реалізація моделювання у вигляді окремих програм дозволяє суттєво скоротити час розрахунків порівняно з ручним аналізом або використанням універсальних пакетів. Це дає змогу досліджувати складні нелінійні ефекти у реалістичних умовах з високою роздільною здатністю.
ОБҐРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙНОЇ СХЕМИ ЕЛЕКТРОННОГО ТАХОМЕТРА ДЛЯ ДИЗЕЛЯ
Об’єктом дослідження є системи контролю за роботою дизеля, частота обертання колінчатого валу, електронний тахометр. Проблемою, що вирішувалася, було визначення техніко-технологічних рішень, які уможливлять підвищення ефективності роботи дизеля шляхом обґрунтування конструкційної схеми електронного тахометра. За результатами досліджень обґрунтовано конструкцію та принцип роботи експериментального електронного тахометра для дизеля на базі ARDUINO R3 UNO, датчика Холла SS49E та дисплейного модуля 1602 РК. Запропоновано розглядати електронний тахометр як доповнення до експериментальної електронної системи регулювання паливоподачі для дизеля на базі паливного насоса НД-21 розподільчого типу. Встановлено лінійну залежність між показниками розробленого електронного тахометра та механічного тахометра моделі ТЧ10-Р (ДСТУ EN60051-2:2017) за середнього квадратичного відхилення ± 4,8 хв-1. Відзначено, що розбіжність показників аналогового і цифрового тахометрів не перевищувала 2,5% у всьому діапазоні вимірювань (до 1000 хв-1). Електронний тахометр мав швидкий час відгуку (~150 мс), що уможливило відстежувати навіть короткочасні змінення частоти обертання.
АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЙ ЗВАРЮВАННЯ ДЛЯ АВТОМОБІЛЬНОЇ ГАЛУЗІ
У статті розглянуто сучасні методи зварювання в автомобілебудуванні, зокрема такі технології, як дугове зварювання (MMA, MIG/MAG, TIG), зварювання під флюсом, електрошлакове та плазмове зварювання. Проведено аналіз їхніх технічних характеристик, переваг і недоліків, а також особливостей застосування в контексті вимог до якості, надійності та економічної ефективності з’єднань. Визначено, що вибір оптимальної зварювальної технології залежить від матеріалу, конструкції та призначення деталей, а впровадження інноваційних методів сприяє підвищенню якості та конкурентоспроможності автомобільної продукції.
ВПЛИВ СТИСНЕННЯ ДАНИХ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ПРЯМОЇ ВЗАЄМОДІЇ СЕРВІСІВ У МІКРОСЕРВІСНІЙ АРХІТЕКТУРІ
У сучасних мікросервісних архітектурах, що дедалі частіше реалізуються в умовах високої навантаженості, розподіленого середовища та динамічної масштабованості, спостерігається зростання інтересу до моделей прямої взаємодії між окремими сервісами без використання традиційних проксі-рішень – так званий proxyless-підхід. Така модель взаємодії дозволяє зменшити час відгуку системи, уникнути затримок, спричинених проміжною маршрутизацією, оптимізувати інфраструктурні витрати, зменшити кількість потенційних точок відмови й забезпечити більшу архітектурну гнучкість, масштабованість, контроль над потоками даних і відповідність принципам cloud-native. У цьому контексті особливого значення набуває впровадження алгоритмів стиснення даних як одного з ключових засобів оптимізації обміну інформацією між сервісами. Стиснення дозволяє істотно зменшити обсяг переданої інформації, знизити навантаження на мережу, мінімізувати затримки в обробці запитів і сприяти зменшенню ресурсоспоживання при інтенсивному міжсервісному трафіку. У статті здійснено теоретичний аналіз впливу застосування стиснення даних на якість, продуктивність і надійність прямого обміну в межах мікросервісної архітектури. Основна увага зосереджена на безвтратних алгоритмах GZIP і Snappy, що є найуживанішими у cloud-native середовищах із підтримкою REST і gRPC. Проаналізовано особливості їх інтеграції, залежність ефективності від формату і структури даних, типу API-запитів (одиночних чи масових), а також від рівня мережевої латентності та обчислювального навантаження. Окреслено ключові переваги GZIP у випадках високого навантаження й потреби в глибокому стисненні, а також Snappy – при обмеженнях на затримки і пріоритеті швидкодії. Визначено потенційні обмеження щодо сумісності між сервісами, додаткового навантаження на CPU та конфігураційної гнучкості при ручному керуванні параметрами компресії. Підкреслюється важливість забезпечення узгодженості налаштувань на обох кінцях взаємодії, включно з кодуванням заголовків і підтримкою відповідних форматів. Зроблено висновок, що адаптивний і контекстно- залежний підхід до вибору алгоритму стиснення, з урахуванням характеру API, структури навантаження, топології взаємодії, пріоритетів обробки та мережевих характеристик, є критично важливим для забезпечення стабільної, надійної й ефективної роботи мікросервісів у межах proxyless-архітектури сучасних хмарних і гібридних платформ.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ГАЗОЛАЗЕРНОГО РІЗАННЯ НЕРЖАВІЮЧИХ СТАЛЕЙ ПОТУЖНИМ ЛАЗЕРНИМ ВИПРОМІНЮВАННЯМ
Розроблено новий методичний підхід для визначення оптимальних швидкостей різання сталевих листів різних товщин. Запропоновано склад, компановку та конструктивні особливості технологічного обладнання при застосуванні потужного лазерного випромінювання. Досліджено вплив виду та тиску технологічного газу, а також умов фокусування лазерного променя на величину оптимальної швидкості різання нержавіючих сталей для різних діапазонів товщин цих сталей.
умови фокусування лазерного випромінювання
ТЕРМОДЕФОРМАЦІЙНЕ ЛАЗЕРНЕ СПІКАННЯ АЛМАЗОВМІСНИХ КОМПОЗИТІВ ДЛЯ АБРАЗИВНОЇ ОБРОБКИ ВИРОБІВ МАШИНОБУДУВАННЯ
Розроблено новий метод термодеформаційного лазерного спікання алмазовмісних композитів для абразивного інструменту. Застосовано Ni-Co зв’язку та синтетичні алмази АС125. Встановлено режими лазерної обробки (500–1000 Вт, 0,18–0,36 с), що забезпечують синтез щільного бездефектного шару на сталевій підкладці. Досліджено морфологію межі алмаз/зв’язка та формування карбіду Cr₇C₃, що покращує змочуваність алмазів і зчеплення з матрицею.
ІМІТАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВТРАТ ЧЕРЕЗ НЕСВОЄЧАСНЕ ПРОВЕДЕННЯ ПОСІВІВ
Об’єктом дослідження є технологічні процеси вирощування сільськогосподарських культур, порушення термінів посіву, імітаційна модель оцінки можливих втрат через несвоєчасний посів. Відзначено, що кожна сільськогосподарська культура найбільш реалізує закладений біологічний потенціал за умов створення для її життєдіяльності сприятливих умов. Їх порушення призводить до зменшення врожайності, і, як наслідок, прибутку. В сучасних технологіях виробництва сільськогосподарської культури акценти здійснюють на незаперечному дотриманні рекомендацій щодо вчасного виконання передбачених технологічних операцій. Імітаційним моделюванням визначено можливі втрати через несвоєчасне проведення посівів окремих сільськогосподарських культур. Із культур ранніх строків сівби проаналізуємо горох, а з культур середніх строків – кукурудзу. Встановлено, що втрати від несвоєчасного виконання сівби гороха за середньої врожайності 3,5 т/га можуть складати до 30%, або у грошовому еквіваленті 8,14 тис. грн/га. Для кукурудзи втрати від несвоєчасного виконання сівби змоделювано у діапазоні 0-30%. За середньої врожайності кукурудзи 5,0 т/га втрати від несвоєчасного виконання сівби складають за 10% – 4,8 тис. грн/га, 20% – 9,6 тис. грн/га, 30% – 14,4 тис. грн/га.
ФІЗИКА АСПЕКТІВ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ЯВИЩ У ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСАХ
Стаття присвячена проблемам технологічного процесу, що описується фізичними законами, зокрема явищами перенесення та енергією потоку неньютонівської рідини. Проводиться спроба опису руху рідини в обмеженому просторі з можливістю її транспортуючої здатності, на основі ефекту Чоломея, тобто здатності певних часток у рідині піддаватися явищу спливання. До прикладу, таке явище спричинює краще очищення забою свердловини (нафто-газової чи іншої), що будується. Метою є забезпечення опису потоку рідини, здатної у достатньо замкнутому просторі, за рахунок певних явищ та процесів, створювати турбулентний потік технічної рідини, котра використовується, й тим самим здатна забезпечувати реалізацію відповідних технологічних процесів, котрі є необхідні у технічному виконанні. Одним з таких напрямків є забезпечення стійкого обертово- поступальний рух течії потоку, що досягається за певних значень числа Фруда (Fr), котрі є різними для рідин з різними реологічними властивостями. Так до прикладу, число Рейнольдса (Re) ньютонівської рідини мусить володіти значенням, що є удвічі більшим ніж у аналогічної, за молекулярним складом неньютонівської. Між такими рідинами існує функціональний зв'язок, що описується параболічною залежністю. Інтуїтивно, за накопиченим досвідом, створено певні пристрої, котрі здатні вирішувати проблему, зазначену вище, але в науці експеримент мусить бути підтвердженим теорією, а теорія – експериментом. На сьогодні, на превеликий жаль є відсутніми методичні рекомендації, що враховували б, з точки зору фізики, для технологів специфіку гідродинамічних процесів, до прикладу, у часі будівництва похило-скерованих і горизонтальних свердловин, відповідними засобами та пристроями. А то є важливе обґрунтування задля створення задуманих основних засад у цьому напрямку, результатом котрих є відповідність та теоретичне підтвердження аксіомних технологічних напрацювань, котрими у значній кількості володіють роботодавці на нафто газопромислах. У першому наближенні поставлена мета досягнута шляхом застосування співвідношень для неперервного потоку, котрі враховують кінематичні характеристики рідини.
АНАЛІЗ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОВІДНОСТІ ТКАНИНИ ПЕЧІНКИ СВИНІ
поданому дослідженні проведено аналіз частотної залежності електричної провідності тканини печінки свині, що зазнавала впливу різних умов зберігання: природного старіння, охолодження, нагрівання та γ-опромінення. Для моделювання спектральних характеристик використано узагальнену модель Коула–Коула з двома дисперсіями (α та β) та компонентом провідності постійного струму. Оптимізація параметрів здійснювалася методом диференціальної еволюції. Результати показали, що модель забезпечує високу відповідність експериментальним даним у широкому діапазоні частот (0.01 Гц – 1 МГц). Найменші зміни електричних властивостей зафіксовано при зберіганні зразків при +5°C, тоді як найбільш виражені спостерігалися після нагрівання та тривалого перебування на повітрі. Високі значення параметрів α свідчать про полідисперсний характер релаксаційних процесів у досліджуваних тканинах. Отримані результати підтверджують ефективність використання моделі Коула–Коула для оцінки структурних змін у біологічних зразках, що відкриває перспективи для неінвазивної діагностики та біомедичних застосувань.
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВІЛЬНОВИХРОВИХ НАСОСІВ ПРИ РОБОТІ У РОБОЧОМУ ДІАПАЗОНІ Q = 0,7-1,2 Qном
У роботі виконано чисельне дослідження робочих характеристик вільновихрового насоса СВН 80-32 у діапазоні подач Q = 0,7–1,2·Qном, що відповідає типовим умовам тривалої експлуатації насосного обладнання. На основі геометричних параметрів насоса побудовано тривимірні моделі та проведено CFD-аналіз у середовищі ANSYS CFX із застосуванням k–ε моделі турбулентності. Розглянуто два варіанти робочих коліс: з шістьма криволінійними лопатями та двоярусне колесо з дванадцятьма лопатями. Отримані характеристики показали, що у робочому діапазоні обидва виконання забезпечують стабільний пологоспадний характер напірної кривої та близькі значення гідравлічного ККД (до 48,3% для шестилопатевого та 47,5% для двоярусного колеса). Водночас двоярусна система забезпечує приріст напору на 1,3–1,8 м (3–5%) без суттєвого зниження енергоефективності. Аналіз швидкісних і тискових полів показав, що двоярусне колесо формує більш рівномірне натікання на лопаті, зменшує дифузорність каналів та знижує вихрові втрати у вільній камері. Результати дослідження дозволяють обґрунтувати вибір конструкції робочого колеса залежно від умов експлуатації: шестилопатеве виконання є більш доцільним у режимах, близьких до номінального, тоді як двоярусне забезпечує додатковий запас напору та кращу стабільність роботи у зонах підвищених подач.
ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИЦІЙ З НАНО- І МІКРОНАПОВНЮВАЧАМИ
У статті досліджено вплив нано- та мікронаповнювачів на динамічну в’язкість епоксидних композитів на основі смоли DER 331. Як нанонаповнювачі використовували вуглецеві нанотрубки (НТ) та наносажу CARBON BLACK N220 за вмісту від 0,01 до 0,1 мас.%, а як мікронаповнювачі – порошки оксиду хрому Cr₂O₃ (20 мкм) та карбіду кремнію SiC (40 мкм) за вмісту від 5 до 20 мас.%. Реологічні дослідження проводили на віскозиметрі NDJ-1S за чотирьох швидкостей зсуву (6, 12, 30, 60 об/хв). Результати показали, що введення наповнювачів підвищує в’язкість композитів порівняно з чистою смолою, причому мікронаповнювачі мають більший вплив через вищу об’ємну частку. Наносажа суттєвіше підвищує в’язкість епоксидних композицій, ніж НТ, через схильність до агрегації. Усі композиції проявляють псевдопластичні властивості: в’язкість зменшується із зростанням швидкості зсуву. Механізм змін реологічних властивостей пояснено моделлю утворення та руйнування флокул (для нанонаповнювачів) та гідродинамічною взаємодією часток (для мікронаповнювачів). Встановлено оптимальний вміст наповнювачів: 0.05 мас.% для наночасток та 10 мас.% для мікрочасток, що може забезпечити покращення механічних властивостей без значного погіршення технологічності. Отримані результати мають важливе значення для розробки технологій нанесення захисних покриттів у суднобудуванні.
ОТРИМАННЯ ПОРОШКІВ НА ОСНОВІ ВОЛЬФРАМУ ВІДНОВЛЕННЯМ У ВОДНІ
У статті розроблено метод отримання порошків на основі вольфраму відновленням у водні. Встановлено технологічні характеристики синтезу, що дозволило отримати порошки на основі вольфраму із заданими фізичними та технологічними властивостями. Встановлено морфологічні особливості частинок отриманих порошків, їх хімічний та фазовий склад, а також насипну щільність та щільність утруски, пресуємість.
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ОТРИМАННЯ БІНАРНОЇ Cr-Ta ЛІГАТУРИ
Проведено термодинамічну оцінку та дослідження закономірностей фазоутворення в системі Cr-Ta під час сумісного відновлення оксидів Cr2O3 та Ta2O5 вуглецем за температури 1000 ℃. Показано, що в присутності відновника (вуглецю) теплова енергія спрямовується на відновлення оксидів Cr2O3 та Ta2O5. Це перешкоджає реакції між відновленими металами та як наслідок лімітує утворення стабільних фаз Cr2Та. Встановлено, що застосування способу сумісного відновлення не тільки сприяє формуванню стабільного твердого розчину Cr-Та, а й зменшує середній розмір частинок відновленого порошку до 2 мкм.
АПАРАТНІ ПЛАТФОРМИ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО КЕРУВАННЯ БПЛА: ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ТА ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО РІШЕННЯ
У статті розглядаються найбільш оптимальні апаратні платформи для керування безпілотними літальними апаратами (БПЛА). Аналізуються ключові аспекти вибору контролерів польоту, включаючи продуктивність, підтримку периферійних пристроїв, енергоспоживання та сумісність із системами реального часу. Особливу увагу приділено стабільності живлення та можливостям інтеграції з датчиками, камерами й комунікаційними модулями. Оцінюється придатність платформ ESP32, Teensy 4.1 та STM32 «Blue Pill» для складних дронів, порівняно з альтернативними рішеннями, такими як Raspberry Pi, Arduino Uno та BeagleBone Black. Робиться висновок щодо необхідності якісного проєктування живлення для забезпечення стабільності й ефективності роботи дрона.
ВПЛИВ СИЛІКОНОВОЇ ДОБАВКИ НА СТРУКТУРУ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІНОПОЛІУРЕТАНІВ
У роботі представлено дослідження впливу cиліконової добавки на структуру і механічні властивості пінополіуретанів (ППУ). ППУ отримані способом заливки у пластикові форми внаслідок синтезу поліольного (з вмістом спінювача) та поліізоціанатного компонентів у ваговому співвідношенні 2:4. Модифікуючу добавку силікону вводили на етапі змішування компонентів у різних вагових співвідношеннях від 1 до 4 вагових часток. Проаналізовано мікроструктуру отриманих піноматеріалів з різним ваговим вмістом силіконової добавки, оцінено їх пористість і структурно-морфологічні особливості та доcліджено поведінку модифікованих ППУ зразків під час деформування при статичному стиску. Описано закономірність зміни пористості і механічних характеристик внаслідок варіювання вагового співвідношення компонентів. Збільшення частки силіконової добавки призводить до зростанням міцнісних та механічних характеристик одночасно зі зменшенням пластичності ППУ та зростання частки відкритих пор у матеріалі. Описані у роботі підходи можуть бути використані при виготовленні елементів конструкцій з піноматеріалів, що мають наперед задані характеристики.