Dissertations / Theses on the topic 'Частоти коливань'

Підвищення швидкості обробки деталей – один з найважливіших напрямків роботи науковців. Сучасні інструментальні матеріали дозволяють обробляти деталі зі швидкістю понад 1000 м/хв. Розробка та виготовлення верстатів, які можуть повністю реалізувати потенціал інструменту, досить складна. Особливий інтерес для вивчення представляють верстати, оснащені високошвидкісними шпинделями. Одним з важливих напрямків досліджень високошвидкісних шпинделів це динамічне дослідження жорсткості і гіроскопічних ефектів.

Підвищення рівня якості продукції є основним стратегічним завданням підприємств на теперішній час, в тому числі і машинобудівної галузі. Основна причина цього це зростання конкуренції на внутрішньому та світовому ринках, що приводить до необхідності все більш активного застосування сучасних матеріало-обробних агрегатів, верстатів, роботів, машин. Проте запровадження нового обладнання для нескладних робіт не буде цілком оправданим через затрачені кошти. Отже, можна покращити обробку деталей на верстатах старого зразка, звісно, якщо останні належного стану. Зокрема можна визначити власні коливання верстата.
Повышение уровня качества продукции является основной стратегической задачей предприятий в настоящее время, в том числе и машиностроительной отрасли. Основная причина этого этот рост конкуренции на внутреннем и мировом рынках приводит к необходимости все более активного применения современных материало-отделочных агрегатов, станков, роботов, машин. Однако введение нового оборудования для несложных работ не будет полностью оправданным через затраченные средства. Так что можно улучшить обработку деталей на станках старого образца, конечно, если последние нормального качества. В частности можно определить собственные колебания станка.
Increasing the level of product quality is the main strategic task of enterprises at present, including the machine-building industry. The main reason for this growth of competition in the domestic and world markets is the need for more and more active use of modern materials and finishing aggregates, machine tools, robots, and machines. However, the introduction of new equipment for simple work will not be fully justified through the funds spent. So it is possible to improve the processing of parts on the machines of the old model, of course, if the latter are of normal quality. In particular, one can determine the proper oscillations of the machine.

Моргун, С.О. Напруженно-деформований стан конструктивно неоднорідних лопаток турбомашин при їх вібраціях [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 01.02.04 : захищена ....: затверджена…. /Моргун Сергій Олександрович. – Запоріжжя, 2015. – 157 с.
UK: Дисертація присвячена визначенню параметрів напружено-деформованого стану конструктивно неоднорідних робочих лопаток турбомашин при їх вібраціях з використанням методу скінчених елементів. Розвинуті і теоретично обґрунтовані ефективні чисельні методи для розв’язання розглянутих в дисертації задач. Досліджено вплив геометричних характеристик лопаток, фізико-механічних властивостей матеріалу, температури газового потоку на частоти та форми коливань і напружено-деформований стан робочих лопаток турбомашин. Достовірність та адекватність розроблених математичних моделей підтверджена співставленням результатів з даними, отриманими з використанням пакету програм ANSYS та експериментально. EN: The thesis is devoted to the non homogeneous cooled single turbine blades and strain-deformed state parameters under vibration load by means of finite elements method usage. The effective numerical methods for the foregoing problems solution are also developed and theoretically approved. The turbine blades geometrical characteristics, their material physical and mechanical state and the gas flow temperature influence on their oscillation forms and frequencies, and strain-deformed state has been researched. The results of the research have been adopted by the obtained results comparison with the ANSYS program package’s solutions and experimental data. RU: Диссертация посвящена определению параметров напряженно-деформированого состояния конструктивно неоднородных лопаток турбомашин при их вибрациях с использованием метода конечных элементов. Приведена постановка и обоснование задач динамического поведения рабочих лопаток турбомашин. Развиты и теоретически обоснованы эффективные численные методы для решения рассмотреных в дисертации задач. Построены уточненные математические модели свободных и вынужденных колебаний, а также напряженно-деформированного состояния, позволяющие адекватно описывать динамическое поведение конструктивно неоднородных рабочих лопаток. Уравнения движения лопаток получены с использованием вариационного принципа Лагранжа II рода. Выполнен анализ сходимости полученных решений. Получены результаты количественного и качественного характера для лопаток с конструктивными неоднородностями, которые характеризуют особенности их поведения при вынужденных колебаниях, вызванных воздействием переменной газодинамической силы. Исследовано влияние геометрических характеристик лопаток, физико-механических свойств материала, температуры газового потока на частоты и формы колебаний и напряженно-деформированное состояние рабочих лопаток турбомашин. Достоверность и адекватность разработанных математических моделей подтверждена сопоставлением полученных результатов с данными, полученными с использованием пакета программ ANSYS и экспериментальным путем. Экспериментальные исследования частот и форм колебаний, как охлаждаемых, так и неохлаждаемых лопаток турбомашин проводились методом голографической интерферометрии. Параметры напряженно-деформированного состояния лопаток определялись на специальном вибровоздушном стенде с применением метода тензометрирования.

Мета роботи – проведення аналізу радіально-осьових коливань однодискового ротору, оцінка радіальної статичної неврівноваженості, пульсацій тиску нагнітання і гармонійних змін осьової сили, діючої на ротор, оцінка критичних частот обертання ротора і амплітуди його змушених коливань. Мета дослідження – розглянути осьові коливання ротора, обумовлені його радіальними коливаннями. Тут же виводяться лінеаризовані рівняння спільних радіально-осьових коливань найпростішої одномасової моделі жорсткого ротора з автоматичним врівноважувальним пристроєм. Диск має статичну неврівноваженість. Досліджуються вимушені коливання системи під дією відцентрової сили неврівноваженої маси і урівноваженої осьової сили , діючої на ротор насоса і залежної від тиску нагнітання. У процесі роботи насоса пульсації тиску нагнітання відбуваються з частотою, кратною частоті обертання ротора, і викликають відповідні пульсації осьової сили.
Анализ радиально-осевых колебаний однодискового ротора.
Analysis of radial-axial oscillations of the one-disk rotor.

Роботу виконано на кафедрі автомобілів Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 22 лютого 2017 р. о 9 00 годині на засіданні екзаменаційної комісії No5 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Текстильна, 28а, навчальний корпус № 9, ауд. 106.
В дипломній роботі виконано розроблення проекту автотранспортного підприємства для технічного обслуговування та ремонту адаптивної підвіски з дослідженням кутових коливань колісних транспортних засобів з силовою характеристикою системи підресорювання
In the diploma thesis, a motor transportation company project for maintenance and repair an adaptive suspension is developed with the study of angular oscillations of wheeled vehicles with cushion system power characteristic.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – «прилади і методи контролю та визначення складу речовин». ‒ Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет» Міністерства освіти і науки України, Дніпро, 2019. ‒ Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми впідвищення достовірності контролю технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску)) в умовах выбрації (технологічних апратах та обладнанні) за рахунок розроблення нових математичних моделей та методів визначення технологічних параметрів за амплітудно-частотними характеристиками коливального середовища апаратів, застосування нових багатопараметричних віброчастотних перетворювачів з універсальною характеристикою та змінним співвідношенням сигнал-шум, отриманих завдяки використанню автоколивальної системи зі стабільними характеристиками на першій гармоніці без застосування додаткових частотних фільтрів, розробки програмних засобів фільтрації зашумленої вимірювальної інформації з невідомими законами розподілу Проведено аналіз сучасних підходів до вимірювання технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску) у виробничих умовах, що характеризуються підвищеною вібрацією, встановлені фактори, що вносять найсуттєвіший вплив на викривлення результатів вимірювання і створюють додаткові похибки, запропоновані методи компенсації впливу зазначених факторів. Існуючі методи неруйнівного контролю не задовольняють поставленим завданням, оскільки не дають можливості контролювати швидкоплинні технологічні процеси, а створення штучної коливальної системи не дає змогу контролювати амплітудно-частотні характеристики природної коливальної системи, що виникає в апараті. Вперше отримано математичні моделі статичних характеристик перетворення для розробленого віброчастотного методу вимірювання технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску) в апаратах з природними коливальними системам для типу конструкції апаратів «труба», «циліндр» та для апаратів з барботажем та пульсацією середовища на основі гіпотез Сорокіна та Кірхгофа-Лява у виробничих умовах, що дозволяють визначати вказані параметри за амплітудно-частотними характеристиками природних коливальних систем у апаратах та зменшити динамічну похибку каналу вимірювання параметру більш ніж у 10 разів (0,012 %). Запропановано теоретичні основи проектування неметалевих трубчатих проточних резонаторів з широкою сферою застосування (вимірювання густини рідких і газоподібних середовищ, концентрації розчинів, температурного коефіцієнта, модуля пружності матеріалу) конструкція яких дозволяє підвищити точність вимірювання за рахунок регулювання активної частини резонатора з урахуванням жорсткості (піддатливості) типу кріплення і його розташування. Метод визначення частоти та форми коливань дозволяє 17% точніше визначати місця максимальних напружень між кріпленнями та одночасно зменшити вплив віброакустичний вплив трубопроводів на результат вимірювання амплитудно-частотних характеристик апарату. Після розроблення і виготовлення дослідних зразків багатофункціонального віброчастотного давача для вимірювання густини, в’язкості, зусилля (тиску) з циліндричним резонатором було проведено серію експериментів для визначення густини та зусилля з використанням двіброчастотного методу методу Результати експериментів показали покращені метрологічні характеристики ЗВТ та дієвість методу. Результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень впроваджено у практику таких підприємств і організацій: ТОВ «Укртехавіа» (Павлоград, Україна), «ММС Інтернешнл Белград» (Белград, Республіка Сербія); ВАТ «РПК «АДМІРАЛ»» (Дніпро, Україна), навчальний процесс Українського державного хіміко-технологічного університету, Дніпровського державного аграрно-економічного університету.
Dissertation for the degree of Doctor of Sciences (Technology), Specialty 05.11.13 – «Instruments and Methods of Control and compounds` composition determination». ‒ State Higher Educational Institution «Ukrainian State Chemical Technology University» of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipro, 2019. ‒ National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» of the Ministry of Education and Science of Ukraine. The dissertation is devoted to solving the scientific and applied problem of increasing the reliability of the control of technological parameters (density, viscosity, force (pressure)) in a production environment through the development of new mathematical models and methods for determining technological parameters from the amplitude-frequency characteristics of the oscillatory environment of apparatuses, the use of new multiparameter vibration frequency converters with a universal characteristic and variable signal-to-noise ratio, as well as software development STV filtering noisy measurement information with unknown distribution laws. A vibrational frequency method has been developed for monitoring and measuring the density, viscosity, force (pressure) of gas-liquid media under industrial conditions using a measuring transducer with a tubular, cylindrical resonator, mathematical models of the amplitude-frequency characteristics of technological parameters in devices of various designs are obtained. Theoretical foundations have been developed for the design of non-metallic tubular flow resonators with a wide scope. A multifunctional vibration frequency converter has been developed for measuring density, viscosity, force (pressure) with a cylindrical resonator, which has a universal characteristic. Research work on the identification of distribution laws has been completed, an Kalman filtering algorithm has been developed for measuring information with increased noise, and the structure of a multidimensional control system for technological parameters with a system for diagnosing the shape of resonator vibrations; improved device for identifying the active state of the operator. Implementation of engineering developments of the thesis was carried out at the leading enterprises of the Dnieper and abroad.

У роботі досліджена актуальна задача проектування двосмугових фільтрів на діелектричних резонаторах з вищими типами коливань, що полягає в розробці математичних моделей та нових конструкцій, що забезпечують необхідні електричні параметри за мінімальної кількості елементів зв’язку. Запропоновано використання вищого робочого типу коливання ДР з більш високою добротністю разом із нижчим для побудови двосмугового фільтра; спосіб побудови двосмугових фільтрів на прямокутних ДР, який відрізняється тим, що за рахунок використання видовжених форм ДР з робочими коливаннями TE11δ та TE12δ дозволяє забезпечити приблизно однакові коефіцієнти зв’язку в обох робочих смугах пропускання; спрощений спосіб розрахунку коефіцієнтів зв’язку ДР на основі напруженості магнітного поля; отримано нові аналітичні вирази для розрахунку коефіцієнта взаємного зв'язку між резонаторами; розроблені математичні моделі двосмугових багаторезонаторних фільтрів на «дипольному» та «квадрупольному» типах коливань прямокутних ДР; запропоновано нові конструкції двосмугових багаторезонаторних фільтрів, які відрізняються тим, що мають мінімальну кількість елементів зв'язку.

Об'єкт дослідження: динаміка ротора багатоступінчастого відцентрового компрессора. Предмет дослідження: вібраційний стан компрессора 225ГЦ2-135/12-50М1245. Мета роботи: покращення вібраційного стану роторної системи шляхом створення достовірної моделі оцінювання динамічного стану і проведення процедури віртуального балансування. Методи дослідження: моделювання динаміки ротора відцентрового компресора з використанням комбінації методу скінченних дво- і тривимірних елементів. Дана робота присвячена методам дослідження скінченноелементної моделі динаміки ротора із використанням скінченних елементів балкового типу з числовою реалізацією із використанням файлів «Critical frequencies of the rotor», комп’ютерної програми MathCAD і програмного комплексу ANSYS.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.04 «Шахтне та підземне будівництво». – ДВНЗ «Національ-ний гірничий університет», Дніпропетровськ, 2012.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.04 «Шахтное и подземное строительство». – ГВУЗ «Национальный горный университет», Днепропетровск, 2012.
Thesis for obtaining scientific degree of candidate of technical sciences by speciality 05.15.04 – «Mining and underground construction». – State Institution of Higher Education «National Mining University», Dnipropetrovs’k, 2012.
Дисертацію присвячено розв’язанню актуального науково-технічного завдання обґрунтування параметрів прогонових будов поверхні шахт з урахуванням переходу на полегшені огороджувальні конструкції на підставі закономірностей зміни динамічних характеристик. Результати комп’ютерного моделювання методом скінченних елементів та теоретичних розрахунків дозволили проаналізувати динамічні процеси у прогонових будовах галерей і встановити закономірності порушення їх міцності. Отримані експериментальним шляхом динамічні характеристики прогонових будов використано для оцінювання міцності, стійкості та витривалості динамічно навантажених конструкцій прогонових будов. Закономірності, отримані в результаті комп’ютерного моделювання динамічних процесів галерей, використано для розробки рекомендацій з визначення ширини резонансної зони та величини коефіцієнта динамічності прогонових будов у комплексі будівель і споруд поверхні шахт гірничодобувних підприємств Криворізького басейну за умови переходу на полегшені огороджувальні конструкції.
Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической задачи обоснования параметров пролетных строений поверхности шахт с учетом перехода на облегченные ограждающие конструкции на основе закономерностей изменения динамических характеристик. В работе выполнен системный анализ современного состояния и основных тенденций развития проектирования пролетных строений на поверхности горнодобывающих предприятий. Для моделирования напряженно-деформированного состояния пролетных строений был использован вычислительный комплекс SCAD, широко используемый в практике инженерного анализа как в Украине, так и за рубежом. Проверка аналитических методов расчета методом конечных элементов в программе SCAD для ряда математических моделей показал, что принятые допущения, используемые в моделях в аналитическом методе, не оказывают значительного влияния на характер поведения и численные значения амплитудно-частотных характеристик. Результаты компьютерного моделирования методом конечных элементов и теоретических расчетов позволили проанализировать динамические процессы в пролетных строениях галерей и установить закономерности нарушения их прочности. Выполнены экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния пролетных строений в комплексе зданий и сооружений поверхности шахт горнодобывающих предприятий Криворожского бассейна. Полученные экспериментальным путем динамические характеристики пролетных строений использованы для оценки прочности, устойчивости и выносливости динамично нагруженных конструкций пролетных строений. Закономерности, полученные в результате компьютерного моделирования динамических процессов, использованы для разработки рекомендаций по определению ширины резонансной зоны и величины коэффициента динамичности пролетных строений в условиях перехода на облегченные ограждающие конструкции. На основании впервые установленных закономерностей изменения амплитудно-частотных характеристик пролетных строений от различного характера внешних нагрузок и геометрических параметров ограждающих конструкций решена актуальная научная задача установления закономерностей изменения жесткости и частот собственных колебаний галерей при условии перехода на облегченные ограждающие конструкции. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов производилось на основании сравнения частот колебаний, максимальных перемещений. Установленное удовлетворительное соответствие этих факторов является достаточным для вывода о достоверности математической модели. Внедрение эффективных ограждающих конструкций пролетных строений на основе использования разработанных рекомендаций по определению рациональной массы пролетного строения позволяет получить экономический эффект на одной транспортерной галереи 299 тыс. грн.
Thesis is devoted to the urgent scientific and technical problem explanation analysis of span structures on the mines surface characteristics with account of transition to eased cladding structures on the basis of dynamic characteristic principles. Computer simulations results by finite elements and theoretical calculation methods allowed analyzing the dynamic processes in span structures galleries and establishing principles of its strength defection. Experimentally obtained dynamic processes in span structures are used for strength, resistibility, endurance evaluation of dynamically loaded span structures. Obtained results based on the results of dynamic processes in galleries structures are used for recommendation formulation to determine the resonance zone width and dynamic index value of span structures under conditions of transition to eased cladding structures. Implementation of effective cladding structures of span structures allows reducing the cost of span structures reconstruction an average of 10…20 %.

Роботу виконано на кафедрі автомобілів Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 21 грудня 2020 р. о 10:00 годині на засіданні екзаменаційної комісії № 10 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Текстильна, 28, навчальний корпус № 9, ауд. 106.
В кваліфікаційній роботі розроблено технологію технічного обслуговування та ремонту рульового керування автомобіля КамАЗ-6520, а також досліджено амортизатори за частотою коливання.
The qualification work developed the technology of maintenance and repair of steering of the car KamAZ-6520, as well as the depreciation in frequency of fluctuations.
ВСТУП 6 1 ЗАГАЛЬНО ТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ 7 1.1 Характеристика підприємства 7 1.2 Виробничо-технічна база АТП 13 1.3 Напрямки покращення експлуатаційних властивостей АТЗ 19 1.4 Висновки та постановка задачі на кваліфікаційну роботу 20 2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 2.1 Технологічний розрахунок виробничого корпусу 22 2.2 Розрахунок річного обсягу робіт __ 26 2.3 Розрахунок виробничої програми дільниці ремонту рульового управління вантажних автомобілів 28 2.4 Вдосконалення ТП ремонту вузлів рульового управління та гідравлічних систем 30 2.4.1 Технологічна характеристика механізмів рульового управління 30 2.4.2 Основні вимоги технологічного процесу ремонту рульових механізмів на дільниці 32 2.4.3 Збирання механізму рульового управління автомобіля 33 2.4.4 Вдосконалення технологічного процесу випробування механізму рульового управління 38 2.5 Розрахунок технологічного обладнання на дільниці 42 3 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 3.1 Технологічне устаткування 45 3.1.1 Стенд для випробування рульового управління 45 3.1.2 Розрахунок потужності приводу насоса 46 3.1.3 Розрахунок клиноремінної передачі 47 3.2 Стенд для розбирання і збирання гідропідсилювача керма 48 3.2.1 Розрахунок пружини фіксатора 49 3.3 Розрахунок площі виробничої дільниці 52 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 4.1 Експлуатаційні властивості амортизаторів 53 4.2 Дослідження амортизатора за циклом та частотою коливання 55 5 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 5.1 Вимоги до території підприємства та облаштування споруд і приміщень 62 5.2 Аналіз небезпечних і шкідливих виробничих чинників 62 5.3 Заходи з цивільного захисту при надзвичайних ситуаціях 63 5.4 Розрахунок штучного освітлення дільниці ремонту рульового управління 64 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 67 БІБЛІОГРАФІЯ 68 ДОДАТКИ

Целью данной работы является подтверждение достоверности математической модели свободных колебаний роторов путём сравнения результатов расчётов с данными численного моделирования в программном комплексе ANSYS. Для достижения поставленной цели была разработана компьютерная программа “Critical frequencies of the rotor” [2], основанная на применении плоских балочных двухузловых конечных элементов с четырьмя степенями свободы [3, 4]. Преимуществом программы является возможность учёта гироскопических моментов насадных деталей, а также зависимости коэффициентов жёсткости опор и уплотнений от частоты вращения ротора.

Темою кваліфікаційної роботи є розробка конcтрукції цифрового частотоміра, розраховано його основні технічні параметри, проведено якісну та кількісну оцінку технологічності, визначено умови аксплуатації та показники собівартості розкрито призначення, область застосування та технічні вимоги до проектованого радіопристрою, здійснено вибір елементної бази, описано принцип роботи по електричній принциповій схемі, та виконано її аналіз, виконано розрахунок електричних параметрів окремих каскадів та обґрунтування виробу і опис конструкції, розраховано надійність пристрою, здійснено аналіз технологічності конструкції виробу і розроблено маршрутно-операційної технології складання і монтажу друкованого вузла.
The topic of qualification work is the development of the Development of a digital frequency meter, its main technical parameters are calculated, qualitative and quantitative assessment of manufacturability is carried out, operating conditions and cost indicators are determined, purpose, scope and technical requirements to the designed radio device are revealed. according to the electrical schematic diagram, and its analysis is performed, calculation of electrical parameters of individual stages and substantiation of the product and design description, calculated reliability of the device, analysis of manufacturability of the product design and developed route-operational technology of assembly and installation of the printed assembly.
ВCТУП...6 1 ЗАГАЛЬНОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА ЧАСТИНА ...8 1.1 Призначення і область застосування виробу...8 1.2 Вибір та пояснення структурної схеми...9 1.3 Пояснення принципу роботи та аналіз електричних схем...10 2 КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА...12 2.1 Опис макета виробу. Причини вибору матеріалів та покриттів... 12 2.2 Обґрунтування вибору конструкції...12 2.3 Вибір елементної бази...13 2.4 Розрахунок електричних параметрів окремих каскадів...27 2.5 Оцінка теплового режиму роботи виробу, обчислення площі радіатора...33 2.6 Розрахунок надійності проектованого виробу ...33 2.7 Розрахунок споживаної потужності ...35 2.8 Загальна інформація про збірку та монтаж розробленого виробу. Вибирання типу технології ...36 2.9 Оцінка технологічності виробництва виробу. Підбір інструментів, приладів та обладнання ...37 2.10 Опис технології виготовлення друкованої плати. Вибір основних та допоміжних матеріалів...42 2.11 Кількісна оцінка технологічності друкованого вузла ...44 2.12 Розробка та проектування експлуатаційної технології маршруту та монтажу виробу ...48 2.13 Розробка технології ремонту та коригування виробу ...49 3 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА...52 3.1 Опис реалізації поставленої задачі в системі автоматизованого проектування. ...52 3.2 Створення електричної схеми...53 3.3 Створення проекту друкованої плати ...57 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ...60 4.1 Вимоги техніки безпеки при регулюванні та обслуговуванні виробу...60 4.2 Вибір засобів пожежної сигналізації...62 4.3 Оцінка стійкості роботи підприємства в надзвичайних ситуаціях природного характеру...66 4.4 Підвищення стійкості роботи підприємства, безпечність і можливість інженерного комплекс у протистояти надзвичайним ситуаціям...69 ВИСНОВКИ.... 72 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ...74

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин» ‒ Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», МОН України, Дніпро, 2019. Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми підвищення достовірності контролю технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску)) в умовах вібрації за рахунок розроблення нових математичних моделей та методів визначення технологічних параметрів, застосування нових багатопараметричних віброчастотних перетворювачів з універсальною характеристикою та змінним співвідношенням сигнал-шум, розробки програмних засобів фільтрації зашумленої вимірювальної інформації з невідомими законами розподілу. Розроблено віброчастотний метод контролю та вимірювання густини, в’язкості, зусилля (тиску) газорідинних середовищ у виробничих умовах, який реалізується за допомогою віброчастотного вимірювального перетворювача з трубчатим, циліндричним резонатором у якості якого може використовуватись частина технологічного апарату, отримано математичні моделі амплітудно- частотних характеристик технологічних параметрів в апаратах різного типа конструкції. Розроблено теоретичні основи проектування неметалевих трубчатих проточних резонаторів з широкою сферою застосування. Розроблено багатофункціональний віброчастотний перетворювач для вимірювання густини, в’язкості, зусилля (тиску) з циліндричним резонатором, який має універсальну характеристику. Виконані дослідницькі роботи щодо попередньої ідентифікації законів розподілу, розроблено алгоритм фільтрації Калмана вимірювальної інформації з підвищеними завадами та структура багатопараметричної системи контролю технологічних параметрів з системою діагностики форми коливань резонатора; вдосконалено пристрій для ідентифікації активного стану оператора. Здійснені впровадження інженерних розробок дисертаційної роботи на провідних підприємствах Дніпра та за кордоном.
Thesis for a degree of Doctor of Science (Technology), Specialty 05.11.13 – Instruments and Methods of Control and compounds` composition determination. – State Higher Educational Institution «Ukrainian State Chemical-Technological University», Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipro, 2019. The dissertation is devoted to solving the scientific and applied problem of increasing the reliability of the control of technological parameters (density, viscosity, force (pressure)) in a production environment through the development of new mathematical models and methods for determining technological parameters from the amplitude-frequency characteristics of the oscillatory environment of apparatuses, the use of new multiparameter vibration frequency converters with a universal characteristic and variable signal-to-noise ratio, as well as software development STV filtering noisy measurement information with unknown distribution laws. A vibration frequency method has been developed for monitoring and measuring the density, viscosity, force (pressure) of gas-liquid media under industrial conditions using a measuring transducer with a tubular, cylindrical resonator, mathematical models of the amplitude-frequency characteristics of technological parameters in devices of various designs are obtained. Theoretical foundations have been developed for the design of non-metallic tubular flow resonators with a wide scope. A multifunctional vibration frequency converter has been developed for measuring density, viscosity, force (pressure) with a cylindrical resonator, which has a universal characteristic. Research work on the identification of distribution laws has been completed, an Kalman filtering algorithm has been developed for measuring information with increased noise, and the structure of a multidimensional control system for technological parameters with a system for diagnosing the shape of resonator vibrations; improved device for identifying the active state of the operator. Implementation of engineering developments of the thesis was carried out at the leading enterprises of the Dnieper and abroad.

Дисертація присвячена розробці інформаційно – діагностичної системи імпульсного вихрострумового неруйнівного контролю виробів машинобудування. В роботі проаналізовано процеси в ланцюгах вихрострумового перетворювача в умовах імпульсному режиму збудження та визначено умови виникнення загасаючих гармонічних коливань, що дозволило в якості інформативних параметрів сигналів вихрострумового перетворювача запропонувати використання їх власної частоти та коефіцієнта загасання. В роботі розроблено методику обробки та аналізу інформативних параметрів сигналів вихрострумового перетворювача в імпульсному режимі збудження, в основі якої лежить визначення запропонованих інформативних параметрів цих сигналів через їх амплітудну та фазову характеристики за допомогою застосування перетворення Гільберта. Запропоновано використання експоненційної апроксимації для амплітудної характеристики та лінійного тренду для фазової характеристики сигналу вихрострумового перетворювача для підвищення точності визначення інформативних параметрів цього сигналу. Проведено аналіз похибок визначення частоти власних коливань та коефіцієнта загасання сигналу вихрострумового перетворювача, який дозволив визначити умови отримання мінімальної похибки визначення цих інформативних параметрів сигналу та визначити оптимальний час аналізу, що суттєво впливає на результати контролю в умовах впливу завад і шумів.

Процеси сепарації фаз є супутніми при протіканні більшості з основних процесів хімічних, нафтопереробних та металургійних виробництв для забезпечення якості первинної підготовки сировини, якості вихідного продукту та екологічної безпеки. У зв’язку з цим важливою науково-технічною задачею є підвищення ефективності та інтенсивності процесів сепарації гетерогенних багатокомпонентних сумішей. Розробка нових та вдосконалення існуючих способів сепарації є обов'язковою, оскільки більшість існуючих способів розділення, таких як відстоювання, фільтрування та центрифугування не дозволяють отримати очищений продукт який би відповідав сучасним вимогам, нормам та стандартам якості. На основі огляду літературних джерел був проведений аналіз існуючих способів розділення газорідинних сумішей та конструкцій, що їх реалізують. Було зроблено висновок, що на сьогоднішній день з точки зору питомих енерговитрат та ефективності сепарації найбільш оптимальними являються сепараційні пристрої основною діючою силою в яких є сила інерції. Широко розповсюдженими пристроями є жалюзійні сепараційні пристрої. Проаналізовано особливості протікання процесу розділення газокраплинних потоків в них, їх конструктивні особливості та методики розрахунку. Вказані їх основні переваги та недоліки а також шляхи щодо їх уникнення. На підставі проведеного аналізу запропонований новий спосіб розділення газорідинних сумішей з використанням динамічних сепараційних пристроїв, що дозволяють регулювати гідравлічний опір. У зв’язку з тим, що під час роботи даних сепараційних пристроїв потік викликає деформацію пружних відбійних елементів, які в свою чергу викликають зміну параметрів потоку необхідно вирішувати задачу гідроаеропружності. У зв’язку з цим було проаналізовано методи математичного моделювання процесу гідроаеропружної взаємодії потоку газу та/або рідини з пружними тілами. Після чого було зроблено висновок про доцільність проведення математичної ідентифікації параметрів математичних моделей гідроаеропружних явищ, що супроводжують процеси розділення гетерогенних систем методом вібраційно-інерційної сепарації. У зв’язку з тим, що метод вібраційно-інерційної сепарації гетерогенних сумішей на даний час майже не досліджений та широко розповсюджених конструкцій пристроїв або обладнання не існує, були розроблені та захищені патентами України на корисну модель нові конструкції динамічних сепараційних пристроїв. Описано їх принцип роботи та суть фізичних процесів, що в них протікають. Одним з таких процесів являється гідроаероропружна взаємодія газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Виходячи з особливостей роботи динамічних сепараційних пристроїв розроблена загальна методика проведення дисертаційних досліджень. Методика складається з послідовних етапів, що в свою чергу містять фізичні та числові експерименти задачами яких є визначення гідродинамічних показників та гідроаеропружних параметрів, таких як критичні швидкості, що призводять до втрати статичної та динамічної стійкості пружних елементів, визначення частот та амплітуд коливань а також дослідження впливу механічних коливань на газорідинний потік. Для проведення фізичних досліджень розроблена експериментальна установка, що враховує теорії подібності та дозволяє відтворити умови наближені до реальних режимів роботи сепараційного обладнання та динамічних сепараційних пристроїв, а саме потік газорідинної суміші швидкість якого може становити від 0,1 до 13,1 м/с (Re 882 - 115,6•103), і провести випробування дослідно-експериментальних зразків пружних елементів даних пристроїв, з метою визначення особливостей їх роботи. Для вирішення задач гідроаеропружності числовими методами застосовувався програмний комплекс ANSYS, що дозволяє вирішувати зв’язані задачі механіки рідини та деформівного тіла, в якому за допомогою модулю System Coupling можливо поєднати модулі Fluent та Transient Structural, що застосовуються для дослідження гідродинаміки руху рідини та напружено-деформованого стану конструкцій відповідно. Під час проведння теоретичних досліджень процесу роботи динамічних сепараційних пристроїв були розророблені математичні моделі взаємодії газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Для дослідження деформацій елементів викликаних потоком було використано метод скінченних елементів та основні його залежності. З статичного розрахунку попередньо здеформованого стану були отримані залежності для визначення максимальних деформацій пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. На основі розрахунку попередньо здеформованого стану пластин було проведено стаціонарний розрахунок гідроаеропружної взаємодії газорідинного потоку та пружних відбійних елементів за допомогою методу скінченних елементів, а саме матричних рівнянь. В даних рівняннях матриця жорсткості динамічного відбійного елемента визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів, та вектор узагальнених вузлових сил, до якого входить стаціонарна складова узагальнених зовнішніх сил, що теж визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів. Визначена критична швидкість дивергенції та за допомогою методу комплексних амплітуд була визначена критична швидкість флатеру. Також розроблена математична модель гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми, в результаті розв’язання якої визначені такі характеристики як форма кривизни каналу в амплітудних значеннях та видовження каналу під дією гідродинамічного тиску. Враховуючи, що під час протікання процесу сепарації газорідинного потоку відбувається процес стікання плівки вловленої рідини, що суттєво впливає на його ефективність, за допомогою введення спрощень та допущень в систему рівнянь Нав’є-Стокса, що були замкнені рівняннями нерозривності були отримані залежності осередненої товщини тривимірної плівки рідини від розмірів осаджувальної поверхні, та осереднені значення швидкості. Також визначений кут відхилення вектору швидкості від вертикального напрямку. В результаті проведених числових та фізичних експериментів були визначені основні характеристики та робочі режими динамічних сепараційних пристроїв. Так в ході фізичних моделювань гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами були визначені власні частоти і амплітуди коливань при різних швидкостях потоку (2,6 – 11,6 м/с, Re: 22,9•103 - 102,4•103) та різних товщинах елементів (0,4•10-3 – 0,6•10-3 м). Визначені робочі режими пружних елементів, які виникають при різній швидкості потоку та відрізняються частотою та амплітудою коливань. Числові експерименти дозволили визначити максимальні деформації та сили прикладені до поверхні пружних елементів зі сторони потоку, при цьому за результатами моделювань виведені залежності, які дозволяють розраховувати розмах коливань від швидкості потоку, оцінку адекватності яких проведено за допомогою критерію Фішера. Дані, що були отримані в ході числового експерименту, дозволили провести ідентифікацію невідомих параметрів розробленої математичної моделі взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми. В результаті аналізу отриманих результатів теоретичних та експериментальних досліджень розроблена інженерна методика розрахунку динамічних сепараційних пристроїв, яка включає послідовні етапи технологічних та конструктивних розрахунків і дозволяє визначити основні гідродинамічні показники та гідроаеропружні характеристики процесу взаємодії газокраплинного потоку та пружних відбійних елементів. На онові конструктивних особливостей даних пристроїв надані рекомендації щодо раціонального компонування у багатофазних розділювачах а також розроблена їх конструктросько–технологічна класифікація, внаслідок чого значно спрощується процес проектування, виготовлення та експлуатації. В процесі виготовлення експериментальної установки та пружних відбійних елементів і проведення фізичних досліджень процесу гідроаеропружної взаємодії були розроблені практичні рекомендації щодо компонування, кодування та складання, які дозволять відтворити параметри роботи динамічних сепараційних пристроїв та забезпечити ефективне протікання робочого процесу.
In this regard, an important scientific and technical task is an intensification of the separation processes of heterogeneous multicomponent mixtures. The development of new, as well as improvement of existing separation methods is mandatory, since the most of the existing separation methods, such as settling, filtration and centrifugation, prevent obtaining a purified product that would comply to modern requirements, norms, and quality standards. An analysis of the gas-liquid separation methods and corresponding equipment design that was based on a literature review was conducted. It was concluded that today, from the perspective of specific energy consumption and separation efficiency, the most optimal separation devices are the devices with inertial separation force as the main operating force. Louver separation devices are such as widely used. The features of the gas-liquid separation process, the separation devices' design features, and the calculation methods were analyzed. Their main advantages and disadvantages, as well as ways to avoid them, are indicated. The new gas-liquid separation method by using dynamic separation devices is proposed based on conducted analysis. These devices allow the adjustment of the hydraulic resistance. Since the operation of these dynamic separation devices, the flow causes deformation of the elastic baffle elements, which in turn causes flow parameters to change, it is necessary to solve the hydroaeroelasticity problem. In this regard, the mathematical modeling methods of the process of hydroaeroelasticy interaction of a gas or gas-liquid flow with elastic elements were analyzed. Eventually, it was concluded that it is expedient to carry out a parameters identification of the mathematical models of hydroaeroelastic phenomena accompanying the heterogeneous systems separation processes by the vibration inertial separation method. The vibration-inertial separation method of the heterogeneous mixtures is currently almost not explored and widespread devices designs or equipment designs do not exist. In this regard, new designs of dynamic separation devices were developed and protected by Ukraine patents on a useful model. Operation principle and the physical processes essence, which take place in those devices are described. One of these processes is the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic elements of dynamic separation devices. Based on the operation peculiarities of dynamic separation devices, a general methodology for conducting dissertation research has been developed. The technique consists of successive stages, in turn, they contain physical and numerical experiments. That methodology allows determining hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics, such as critical speeds leading to the static and dynamic stability loss of elastic elements, the vibrations frequencies, and amplitudes, as well as studying the effect of the mechanical vibrations on the gas-liquid flow. The experimental installation for physical research that considers the theory of similarity was developed. That installation makes it possible to recreate conditions close to the real operating modes of separation equipment and dynamic separation devices, namely, the gas-liquid mixture flow with speed range from 2 to 12 m/s (Re: 17,6•103 - 105,9•103), as well as to conduct experimental samples of the tests of the elastic elements of those devices, to determine their features operation. To solve the hydroaeroelasticity problems by numerical methods, the ANSYS software package was used, which makes it possible to solve related problems of fluid mechanics and a deformable body. In this software, using the System Coupling module, it is possible to combine the Fluent Flow and Transient Structural modules used to study the fluid flow hydrodynamic and the stress-strain state of structures, respectively. During theoretical studies of the operation process of dynamic separation devices, mathematical models of the gas-liquid flow and the interaction of the elastic elements of these devices were developed. The finite element method and its main dependencies were used to define the deformations of elastic elements caused by the flow. From the previously-deformed state static calculation, dependencies were obtained to determine the elastic elements' maximum deformations of the dynamic separation devices. Based on the previously-deformed state calculation of the plates, a stationary calculation of the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic baffle elements was carried out using the finite element method, namely, matrix equations. In these equations, the stiffness matrix of the elastic baffle element is determined using numerical and physical experiments. The vector of generalized nodal forces, which includes the stationary component of generalized external forces, is also determined using numerical and physical experiments. The critical divergence speed was determined, and the critical flutter speed was determined using the complex amplitudes method. The mathematical model of the hydroaeroelastic interaction between flow with sinusoidal elastic elements has been developed. The results of solving this model allow determining such characteristics as the channel curvature shape in amplitude values and the channel elongation under the hydrodynamic pressure action. During the process of gas-liquid stream separation, the liquid film draining process is occurring, which significantly affects the separation efficiency. By introducing simplifications and assumptions into the Navier-Stokes equations system, which are closed by the continuity equations, the dependences of the three-dimensional liquid film averaged thickness on the size of the settling surface and the velocity averaged values were obtained. The deviation angle of the velocity vector from the vertical direction is also determined. As a result of the performed numerical and physical experiments, the main characteristics and operating modes of dynamic separation devices were determined. Thus, during the physical modeling of the flow with elastic elements hydroaeroelastic interaction, natural frequencies and vibration amplitudes were determined at different flow velocities (2,6 – 11,6 m/s, Re: 22,9•103 - 102,4•103) and various element thicknesses (0,4•10-3 – 0,6•10-3 m). The operating modes of elastic elements, which arise at different flow rates and differ in oscillations frequency and amplitude have been determined. Numerical experiments made it possible to determine the maximum deformations and forces applied to the surface of the elastic element from the flow side. Based on the simulation results, the derived dependencies that allow calculating the range of fluctuations on the flow rate, the adequacy of which was assessed using the Fisher criterion. The data obtained in the course of the numerical experiment made it possible to identify the unknown parameters of the developed mathematical model of the interaction of the flow with a sinusoidal elastic element. As a result of the obtained results analysis of the theoretical and experimental studies, an engineering methodology for calculating dynamic separation devices was developed. The methodology includes sequential stages of technological and constructive calculations and makes it possible to determine the main hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics of the gas-liquid flow and elastic baffle elements interaction process. Based on the devices' design features, given are recommendations for their rational layout in multiphase separators. Their design-technological classification has been developed, which allows simplifying the process of design, manufacture, and operation of dynamic separation devices. In the manufacturing process of the experimental installation and elastic elements, as well as conducting physical studies of the hydroaeroelastic interaction process, practical recommendations for layout, coding, and assembly were developed. These recommendations will allow reproduction of the operating parameters of dynamic separation devices and ensure the efficient passing of the working process.

Проаналізовано особливості конструкції та технічні характеристики верстату прототипу. Виконано опис його роботи, а також роботи окремих його елементів. Здійснено аналіз верстатів аналогічного призначення, зокрема їх технічних характеристик, основними з яких є максимальна потужність та діапазон частот приводу головного руху. Виконано удосконалення конструкції приводу яке полягає у: розширенні діапазону регулювання за рахунок заміни двигуна приводу головного руху, заміні пасової передачі на зубчасто-пасову, а також модернізації самої автоматизованої коробки швидкостей. Проведено кінематичний та силовий розрахунок приводу. Внаслідок кінематичного розрахунку отримано структурну сітку та графік чисел обертів, а також нові необхідні передаточні відношення зубчастих зачеплень коробки швидкостей. Розроблено кінематичну схему приводу головного руху верстата. Виконано силовий розрахунок зубчастої пасової передачі, а також підбір необхідних конструктивних елементів. Здійснено силовий розрахунок конструктивних елементів автоматизованої коробки швидкостей, зубчастих передач. Проведено дослідження власних частот коливань валів в залежності від їх частоти обертання. Побудовано відповідні графіки.
Distinctive features of the structure and technical characteristics of machine tool prototype model are analyzed. Its operation as well as operation of its separate elements are described. Analysis of machine tools for similar purposes, particularly their technical characteristics, and especially the maximum capacity and frequency range of the main movement drive is carried out. The drive design is improved due to the control range extension by changing the main motion drive motor, replacing the belt drive by gear-belt one, as well as automated gearbox modernization. Kinematic and power calculation of the drive is carried out. As the result of kinematic calculation, the structural net and the graph of rotation speed and new required gearing ratio of tooth gearing of the gearbox are obtained. Kinematic scheme of machine-tool main movement drive is developed. Power calculation of gear-belt transmission and selection of necessary structural elements are performed. Power calculation of structural elements of the automated gearbox, gears is carried out. The investigation of natural frequencies of shaft oscillations depending on their rotational speed is carried out. Appropriate graphs are constructed.