Дисертації з теми "534.1:539.3"

Дана магістерська дисертація за обсягом роботи складає 79 сторінок, 42 ілюстрації, 33 таблиці та містить 10 літературних джерел. Об’єктом дослідження є набор вуглепластикових панелей крила. Головна ціль даної дисертації – вибір оптимальної конфігурації вуглепластикової панелі крила. Актуальність: Деталі з композиційних матеріалів мають складні методи аналізу. Разом з тим, велика кількість деталей конструкції сучасного літака виконано з композиційних матеріалів, тому важливо вибрати оптимальну конфігурацію деталі, виготовленої з композиційних матеріалів. Актуальним є вирішення цієї проблеми за допомогою аналітичного методу в Microsoft Excel. Панелі з вуглецевого волокна аналізуються за допомогою Microsoft Excel. В результаті цієї роботи було розраховано властивості жорсткості та критичне навантаження для великої кількості панелей та порівняно ці результати. Також був проведений аналіз міцності композитної панелі.
The master`s degree dissertation for the amount of work is 79 pages, 42 figures, 33 tables, and contains 10 literature. The object of the work is the set of carbon fiber composite panels of wing. The main goal of this dissertation is the choose optimal configuration of carbon fiber composite panel of wing. Relevance: Parts of composite materials have complex methods of analysis. At the same time, a large number of parts of modern aircraft structure make of composite materials and it is important to select optimal configuration of part, which made of composite materials. The relevance is to solve this problem using the analytical method in Microsoft Excel. The carbon fiber panels are analyzed using the Microsoft Excel. As a result of this work, it was calculated stiffness properties and critical load for a large number of panels and compared this results. Also was performed strength analysis of composite panel.

Дана магістерська дисертація за обсягом роботи складає 54 сторінок, 23 ілюстрації, 10 таблиць та містить 6 літературних джерела. Об’єктом дослідження є кронштейн зьєднання який працює на розтягуюче навантаження, а саме конструкція, матеріали, що використовуються, методи та технології для виробництва таких кронштейнів. Метою даної дипломної роботи є дослідження впливу геометричних параметрів фланця швелерного кронштейна на значення руйнівної сили і на характер його руйнування при статичному навантаженні. В результаті проведеної роботи було розглянуто два варіанти кронштейна за формою швеллера з різними геометричними параметрами фланців. Під час розрахунків використовувався програмний пакет NASTRAN – PATRAN для створення 3D моделі кронштейну.
The given master's dissertation on volume of work is 54 pages, 23 illustrations, 10 table and contains 6 literary sources. The object of the study is a tensile joint bracket, namely the design, materials used, methods and technologies for the production of such brackets. The purpose of this thesis is to study the effect of geometric parameters of the flange of the channel bracket on the value of the destructive force and the nature of its destruction under static load. As a result of the carried out work two variants of an arm on the form of a channel with various geometrical parameters of flanges were considered. During the calculations, the software package NASTRAN - PATRAN was used to create a 3D model of the bracket.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке подходов, методов и моделей для исследования динамических процессов в виброударных системах с учетом изменяемой во времени массы технологического груза и нелинейной жесткости упругих опор. В данной работе изложен новый подход к учету влияния переменной массы технологического груза на характер динамических процессов в виброударной системе. Разработаны и предложены зависимости, математические модели, которые описывают характер изменения массы технологического груза во времени, как на основе экспериментальных исследований (эмпирический закон), так и в зависимости от количества диссипированной энергии. Установлено, что вследствии нелинейности жесткости упругих опор и в зависимости от их конструктивного исполнения, становится возможной реализация субгармонических режимов, что приводит к росту силы ударного взаимодействия. Для оценки влияния параметров упругих опор (варианты конструктивного исполнения, жесткость пружин) проведены многовариантные исследования, по результатам которых выделены характерные субгармонические режимы и их характеристики (фазовые портреты, временные распределения). Установлена степень влияния изменения различных параметров упругих опор на характер колебательного процесса в ходе их многовариантного варьирования. На базе корпуса усовершенствованной вибромашины, функционирующей в составе автоматизированной линии для выбивки крупного вагонного литья, проведен натурный эксперимент с целью подтверждения точности и адекватности полученных ранее результатов численных исследований.
The thesis on competition of a scientific degree of Candidate of technical Science on a specialty 05.02.09 – dynamic and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv polytechnical institute", Kharkiv, 2016. This thesis is devoted to the development of approaches, methods and models for investigation of dynamic processes in vibroimpact systems with variable mass of the weight and nonlinear rigidness of elastic supports. In this paper new approach to the accounting of the variable mass influence on the character of dynamical processes in vibroimpact systems was presented. The dependences, that describes the mass change character, based on experimental researches and dependence from dissipated energy were proposed. It was found that the realization of sybharmonical modes became possible because of elastic supports nonlinearity and design features. The realization of subharmonical modes lead to growth of impact interaction force. The approach, based on corresponding values for phase variables at the beginning and the end of period was proposed to periodic solutions search. The criteria for tuning from resonance frequencies that can appear on perturbing force with multiple (partite) frequency were formulated. The machine body designed with taking to the account previously formulated recommen-dations was created. The investigation of stress-strain status was performed and found that improved machine body satisfies strength requirements. The comparison of numerical and experimental data was done. The accuracy and authenticity of numerical investigations was confirmed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці підходів, методів і моделей для дослідження динамічних процесів у віброударних системах з урахуванням змінної у часі маси технологічного вантажу та нелінійної жорсткості пружних опор. У роботі викладений новий підхід до урахування впливу змінної маси технологічного вантажу на характер динамічних процесів у віброударній системі. Запропоновані залежності, що описують характер зміни маси як на основі експериментальних досліджень, так і залежно від дисипації енергії при ударі. Встановлено, що внаслідок нелінійної жорсткості пружних опор та залежно від їх конструктивного виконання, можливою є реалізація субгармонійних режимів, що призводить до зростання сили ударної взаємодії. Для пошуку періодичних розв'язків був запропонований новий підхід, що базується на відповідності фазових змінних на початку та в кінці періоду процесу. На основі результатів досліджень сформульовані критерії для відлаштування від резонансу, що може виникнути на кратних (дольних) частотах збудження. З урахування рекомендацій створена удосконалена конструкція корпусу віброударної машини. Проведені дослідження напружено-деформованого стану удосконаленого корпусу вібромашини та встановлено, що він відповідає вимогам міцності. Проведене порівняння отриманих числових результатів досліджень з експериментальними даними. Підтверджена точність і достовірність проведених числових досліджень.
The thesis on competition of a scientific degree of Candidate of technical Science on a specialty 05.02.09 – dynamic and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv polytechnical institute", Kharkiv, 2016. This thesis is devoted to the development of approaches, methods and models for investigation of dynamic processes in vibroimpact systems with variable mass of the weight and nonlinear rigidness of elastic supports. In this paper new approach to the accounting of the variable mass influence on the character of dynamical processes in vibroimpact systems was presented. The dependences, that describes the mass change character, based on experimental researches and dependence from dissipated energy were proposed. It was found that the realization of sybharmonical modes became possible because of elastic supports nonlinearity and design features. The realization of subharmonical modes lead to growth of impact interaction force. The approach, based on corresponding values for phase variables at the beginning and the end of period was proposed to periodic solutions search. The criteria for tuning from resonance frequencies that can appear on perturbing force with multiple (partite) frequency were formulated. The machine body designed with taking to the account previously formulated recommen-dations was created. The investigation of stress-strain status was performed and found that improved machine body satisfies strength requirements. The comparison of numerical and experimental data was done. The accuracy and authenticity of numerical investigations was confirmed.

1. Верюжский Ю.В. Численные методы потенциала в некоторых задачах прикладной механики. - К.: Вища школа, 1978. - 184 с. 2. Верюжский Ю.В. и др. Пакеты прикладных программ «Потенциал» для прочностных исследований конструкций машин и сооружений (на рус, англ., нем. яз.) -М.: Элорг, 1982. - 18 с. 3. Верюжский Ю.В. Численные методы анализа экстремальных объектов.// Вісник КМУЦА - 2000.-№1. с. 209-214 4. Проблеми Чорнобильської зони відчуження. ,Наук.-техн. Збірник, вип. №6, 1998р. 5. Верюжський Ю.В., Токаревсъкий В.В., Шимановський А.В., Гелетуха Г. Г. Концепція виробки енергії з радіоактивно забрудненої біомаси на території Чорнобильської зони відчуження. Матеріали Першої світової конференції та виставки "Біомаса для енергії та промисловості". Севіл'я, Іспанія, 5-9 червня 2000. 6. Верюжский Ю.В. и др. Аппарат численного моделирования процессов в установках термической переработки радиоактивных отходов. Труды XVIII международной конференции «Математическое моделирование механики сплошных сред» том. ПС.- Петербург - 2000 г., 126-131 с.
В статті розглядаються головні напрямки досліджень кафедри комп’ютерних технологій будівництва і науково-дослідного інституту механіки швидкоплинних процесів.

Cette thèse présente une étude acoustique des instruments de musique de type flûte, enrichie par l'analyse de la respiration chez les flûtistes.Le flûtiste acquiert au cours de son parcours musical un contrôle expert du jeu de son instrument. Les contrôles développés par le musicien dépendent des libertés et contraintes apportées par son expertise musicale, sa physiologie respiratoire, la consigne musicale et la réponse acoustique de la flûte. Etudier les techniques de jeu nécessite de considérer le flûtiste et son instrument comme un ensemble.D'une part, ce travail porte sur l'étude de la réponse acoustique de la flûte à travers deux études: l'une concernant l'apport de l'acoustique linéaire lors de la conception d'un nouvel instrument par un facteur, l'autre portant sur l'influence de la position des lèvres du flûtiste. Ce travail permet de mettre en lumière les irrégularités du comportement acoustique de la flûte selon le doigté et amène à étudier comment le flûtiste les compense.D'autre part, nous étudions les stratégies respiratoires développées par le musicien au cours du jeu, afin d'obtenir une analyse et une compréhension fines des relations entre les paramètres de contrôle respiratoires et aéro-acoustiques dans un contexte musical. Nous répondons à deux questions : comment le flûtiste adapte sa respiration aux consignes musicales, et quand commence le jeu musical. Enfin, nous nous sommes intéressés aux efforts respiratoires développés par le musicien, en termes de travail et puissance. Une nouvelle question est posée : comment le flûtiste met à profit son système respiratoire afin de réaliser et/ou de faire entendre une intention musicale
This thesis presents an acoustical study of flute-like instruments, which is developed by the analysis of flautist’s breathing. The flautist acquires during his musical background an expert control of his instrument. The control developed by the musician directly depends on the freedoms and constraints provided by the musician musical expertise, his respiratory physiology, the musical tasks and the acoustic behavior of the flute. Studying the playing techniques requires us to consider the flautist and the instrument as a whole.First, this work focuses on the study of the acoustic response of the flute through two studies: one on the contribution of the linear acoustics in the design of a new instrument with a flute-maker, the other on the influence of the position of the flautist’s lips. This work allows us to highlight irregularities in the acoustic behavior of the flute according to the fingerings, and leads us to study how the flautist compensates them. Secondly, we study the respiratory strategies developed by the musician while playing, in order to obtain detailed analysis and understanding of relationships between respiratory and aeroacoustic control parameters in a musical context. We answer two questions: how does a flute player adapt his breathing and playing to musical tasks, and when does the musical playing begin. Finally, we were interested in the respiratory efforts developed by the musician, in terms of work and power. A new question is asked: how does the flautist use his respiratory system in order to achieve and/or to highlight a musical intention

Пояснювальна записка до ДР: 100 с., 46 рис., 11 табл., 33 джерел. Як об'єкт дослідження було використано модельне представлення елементу тонкостінної конструкції. Мета даної роботи – підбір матеріалу для виготовлення елементу паливної системи літака. Побудована СЕ модель ділянки конструкції, проведено розрахунок розподілу напружень і деформацій. Методики дослідження - розбиття на СЕ сітку методом multizone, гідродинамічний і статичний аналізи. Розробка програмного коду в системі інженерного моделювання ANSYS, який реалізує гідродинамічний та статистичний аналізи тиску i напружень для тонкостінної конструкції із заданою геометрією. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні реальних конструкцій.
Report on the DTh: 100 p., 46 fig., 11 tabl., 33 source. A model representation was used as the object of study element of thin-walled construction. The purpose of this work - the selection of material for the manufacture of fuel cell aircraft systems. The SE model of a site of a design is constructed, it is carried out calculation of stress and strain distribution. Research methods - splitting into CE grid by multizone method, hydrodynamic and static analyzes. Development of program code in the ANSYS engineering modeling system, which implements hydrodynamic and statistical analyzes of pressure and stress for thin-walled structure with a given geometry. The obtained results can be used in the design of real structures.

Дана магістерська дисертація за обсягом роботи складає 88 сторінок, 49 ілюстрацій, 14 таблиць та містить посилання на 10 літературних джерел. У даній роботі досліджена задача вибору оптимального конструкційного виконання вуглепластикової стінки нервюри крила літака з точки зору міцності, жорсткості та втрати стійкості. За результатами виконаних аналітичних розрахунків відповідних характеристик для стінок нервюр з підкріплюючими ребрами, гофрованих стінок нервюр і тришарових стінок встановлено, що найбільш ефективною стінкою нервюри з точки зору жорсткості та стійкості є синусоїдальна стінка з кутами укладення 0° та 30°, а найбільш ефективною стінкою нервюри з точки зору міцності є стінка з поперечними ребрами . Розроблено алгоритм, який дає можливість визначати оптимальне конструкційне виконання вуглепластикової стінки нервюри з точки зору міцності, жорсткості та втрати стійкості. Сформульовані рекомендації для вибору оптимального варіанту конструктивного виконання стінки нервюри. Найбільш ефективну нервюру після додаткових досліджень та стендових випробувань можна використовувати в конструкції крила та оперення. Що в свою чергу дає можливість зменшення маси літака, а отже збільшення паливної ефективності літака та кращі конкурентні якості літака на міжнародному ринку.
This master's degree dissertation for the amount of work is 88 pages, 49 illustrations, 5 tables and contains 10 literature. In this paper, we investigated the problem of choosing the optimal design of the carbon fiber rib web of an aircraft wing in terms of strength, stiffness and buckling. According to the results of the performed analytical calculations of the corresponding characteristics for rib walls with reinforcing ribs, corrugated rib walls and three-layer walls, it was found that the most effective rib wall in terms of rigidity and stability is a sinusoidal wall with confinement angles of 0 ° and 30 °, and the most effective rib wall from the point of view of strength, it is a wall with transverse ribs. An algorithm has been developed that makes it possible to determine the optimal design of the carbon fiber rib wall in terms of strength, stiffness and buckling. Recommendations are formulated for choosing the optimal design option for the rib wall. The most effective rib, after additional research and bench tests, can be used in the wing and tail structure. This, in turn, makes it possible to reduce the mass of the aircraft, and therefore increase the fuel efficiency of the aircraft and the best competitive qualities of the aircraft in the international market.

Le traitement de musique existante pour en construire de nouvelle est une caractéristique fondamentale de la tradition musicale occidentale. Cette thèse propose et discute mon approche personnelle au sujet : l'emprunt de fragments de musique à partir de grands corpus (contenant des échantillons audio ainsi que des partitions symboliques) afin de créer une palette de grains organisée par descripteurs de bas niveau. Les paramètres sont gérés par des partitions numériques hybrides. Cette thèse présente également la bibliothèque "dada", qui fournit au logiciel Max la possibilité d'organiser, de sélectionner et de générer du contenu musical grâce à un ensemble d'interfaces graphiques manifestant une approche exploratoire à la composition. Ses modules abordent, entre autre, la visualisation de bases de données, la segmentation et l'analyse des partitions, la synthèse concaténative, la génération musicale à travers la modélisation physique ou géométrique, la synthèse "wave-terrain", l'exploration de graphes, les automates cellulaires, l'intelligence distribuée et les jeux vidéo. Pour terminer, cette thèse traite de la question de savoir si la représentation classique de la musique, démêlée dans l'ensemble standard des paramètres traditionnels, est optimale. Deux alternatives possibles aux décompositions orthogonales sont présentées : des représentations de partitions fondées sur les "grains", qui héritent les techniques de la composition basée sur corpus, et des modèles d'apprentissage automatique non supervisés, fournissant représentations de la musique "agnostiques". La thèse détaille aussi ma première expérience d'écriture collaborative au sein du collectif /nu/thing
The reworking of existing music in order to build new one is a quintessential characteristic of the Western musical tradition. This thesis proposes and discusses my personal approach to the subject: the borrowing of music fragments from large-scale corpora (containing audio samples as well as symbolic scores) in order to build a low-level, descriptor-based palette of grains. Parameters are handled via digital hybrid scores, in order to equip corpus-based composition with the control of notational practices. This thesis also introduces the dada library, providing Max with the ability to organize, select and generate musical content via a set of graphical interfaces manifesting an exploratory approach towards music composition. Its modules address a range of scenarios, including, but not limited to, database visualization, score segmentation and analysis, concatenative synthesis, music generation via physical or geometrical modelling, wave terrain synthesis, graph exploration, cellular automata, swarm intelligence, and videogames. The library is open-source and it fosters a performative approach to computer-aided composition. Finally, this thesis addresses the issue of whether classical representation of music, disentangled in the standard set of traditional parameters, is optimal. Two possible alternatives to orthogonal decompositions are presented: grain-based score representations, inheriting techniques from corpus-based composition, and unsupervised machine learning models, providing entangled, `agnostic' representations of music. The thesis also details my first experience of collaborative writing within the /nu/thing collective

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Министерство образования и науки Украины, Харьков, 2016. Диссертация посвящена исследованию концентрации напряжений в композитных пластинах с отверстиями на двух уровнях. В ходе численного исследования напряженного состояния представительской ячейки были определены эффективные упругие свойства разных типов армированного композита. В работе разработаны подходы, методы и модели для исследования неравномерности напряжений, распространяющихся в пределах периодически повторяющейся представительской ячейки армированного композита. Изложен новый подход к определению микроконцентрации напряжений с учетом значений макроконцентрации напряжений для разных типов армированных волокнистых пластин, ослабленных отверстиями. Альтернативой аналитическим решениям является использование численных методов, которые с помощью современной вычислительной техники позволяют обеспечить приемлемую точность определения напряженного состояния на микро- и макроуровне. Проведены экспериментальные исследования деформированного состояния пластин с одним и несколькими круговыми отверстиями, на основе которых рассчитаны коэффициенты макроконцентрации напряжений. В работе пластинки из стеклопластика марки СТЭФ-1 исследованы с помощью метода тензометрии при равномерном растяжении пластин. Результаты, полученные экспериментально, сопоставлены с аналитическими и МКЭ.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.02.09 – Dynamics and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2016. The thesis deals with the research of the effective characteristics of composites by means of ANSYS software package. As a part of the numeric study of the stressed condition of a representative cell, the effective elastic properties of different types of reinforced composite were defined. The approaches, methods and models for the investigation of stress distribution nonuniformity within the boundaries of a periodically recurring representative cell of reinforced composite were developed. The new approach to the value of stress micro concentration is given with the consideration of the values of stress micro concentration for different types of holeweakened fiberreinforced plates. Holed STEF-1 glassfiber plastic plates were investigated in this research by means of strain gage method under uniform extension. The obtained experimentally results were compared with analytical results and finite element method.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2016. Дисертація присвячена дослідженню концентрації напружень в композитних пластинах з отворами на двох рівнях. В ході числового дослідження напруженого стану представницького осередку були визначені ефективні пружні властивості різних типів армованого композиту. Концентрація макронапружень навколо отворів в еквівалентних ортотропних пластинках досліджена з використанням функцій комплексної змінної. У роботі розроблені підходи, методи та моделі для дослідження нерівномірності напружень, які поширені в межах періодичного повторюваного представницького осередку армованого композиту. Викладений новий підхід до аналізу мікроконцентрації напружень з урахуванням значень макроконцентрації напружень для різних типів армованих волокнистих пластин, послаблених отворами. У роботі пластинки зі склопластика марки СТЕФ-1 з отворами досліджені засобами тензометрії при рівномірному розтягуванні пластин. Результати, отримані експериментально, зіставлені з аналітичними і МСЕ.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.02.09 – Dynamics and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2016. The thesis deals with the research of the effective characteristics of composites by means of ANSYS software package. As a part of the numeric study of the stressed condition of a representative cell, the effective elastic properties of different types of reinforced composite were defined. The approaches, methods and models for the investigation of stress distribution nonuniformity within the boundaries of a periodically recurring representative cell of reinforced composite were developed. The new approach to the value of stress micro concentration is given with the consideration of the values of stress micro concentration for different types of holeweakened fiberreinforced plates. Holed STEF-1 glassfiber plastic plates were investigated in this research by means of strain gage method under uniform extension. The obtained experimentally results were compared with analytical results and finite element method.

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «23» грудня 2021р. о 9.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №22 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
Розроблено удосконалену систему керування автоматизованого електроприводу позиціювання параболічної антени та досліджено її характеристики.
An advanced control system for an automated electric drive for positioning a parabolic antenna has been developed and its characteristics have been studied.
ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 8 1.1 Аналіз відомих технічних рішень в галузі керування наземними антенами супутникового зв’язку 8 1.2 Обґрунтування актуальності вибраного напрямку розробки 20 2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 22 2.1 Характеристика процесу, що лежить в основі розробки 22 2.2 Характеристика виробу та його призначення 27 2.3 Конструктивні особливості виробу 30 3 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 37 3.1 Розрахунок вітрових навантажень 37 3.2 Проектування і розрахунок елементів силового слідкую чого приводу 39 3.2.1 Структура електроприводу 39 3.2.2 Вибір та обґрунтування схеми з’єднання тиристорного перетворювача 40 3.2.3 Розрахунок параметрів та вибір типу вентилів, силових трансформаторів та інших елементів силового ланцюга 42 3.2.4 Вибір і розрахунок засобів захисту вентилів та інших елементів силового ланцюга 46 3.2.5 Вибір схеми керування тиристорним перетворювачем 48 3.2.6 Вибір типів регуляторів, здавачів регульованих координат 49 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 52 4.1 Принцип і схема вибору люфта в механізмах наведення ССП 52 4.2 Вплив деформації дзеркальної системи антени на її радіотехнічні характеристики і способи компенсації цих деформацій 58 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 63 5.1 Використання пакету CAD-системи для автоматизованого проектування друкованої плати 63 5.2 Аналіз результатів конструкторського проектування на ЕОМ 65 6 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 71 6.1 Використання захисних елементів 71 6.2 Правила poзміщення щитів і пультів у технoлoгічних приміщеннях 73 6.3 Пожежна безпека 75 6.4 Пoжежний захист вирoбничих oб'єктів 77 ВИСНОВКИ 80 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 81

Les matériaux composites se caractérisent par une forte dispersion de leur durée de vie qui peut s'étendre de quelques minutes à plusieurs semaines lors d'un test de fluage. Lors d'un essai en fluage de ces matériaux nous distinguons trois phases de temps caractérisées chacune par une activité acoustique propre. Dans la première phase, le taux d'apparition des signaux d'EA est important, puis le taux diminue et atteint une valeur constante relativement faible durant la seconde phase, ensuite ce taux d'apparition s'accélère annonçant la troisième phase qui se termine par la rupture. Les caractéristiques des signaux d'émission acoustique (EA) émis dans la phase précédant la rupture sont différentes de celles des autres phases. Le premier volet de cette étude consiste à utiliser des méthodes d'apprentissage relevant de l'intelligence artificielle (réseaux de neurones, machines à vecteurs de support et classifieurs bayésiens) afin de prédire si les signaux recueillis à partir d'un matériau sous test se trouve dans la phase de pré-rupture ou non. Ce sont des méthodes qui, appliquées à l'émission acoustique, permettent d'identifier parmi un grand nombre de signaux, caractérisés par des paramètres principaux, des classes de signaux ayant des paramètres voisins et donc provenant probablement de la même phase. Ces méthodes se sont avérées très performantes en classification, nous atteignons avec les SVM une sensibilité de 82 % et une spécificité de 84% pour les résultats en validation croisée, et une sensibilité de 90 % et une spécificité de 94 % pour les résultats en test, avec un temps de calcul acceptable.Le deuxième volet de l'étude effectué dans le cadre de cette thèse concerne l'estimation de la durée de vie restante des les matériaux composites. La normalisation des courbes cumulées des signaux d'émission acoustique en fonction du temps prouve que les réponses en fluage des éprouvettes mises en test sont parfaitement ressemblantes. Un modèle a été établi pour caractériser le comportement de ce matériau lors de ce test. Deux approches sont utilisées pour déterminer le temps de rupture. Par rapport à la littérature, la première approche proposée améliore la détection des temps de transition des différentes phases. Cette approche fournit également une meilleure corrélation avec le temps de rupture. La deuxième approche est fondée sur la corrélation du temps de rupture avec le temps de référence correspondant à la diminution de la vitesse d'un certain pourcentage. Les résultats de cette dernière approche sont très intéressants : l'estimation du temps de rupture pour une éprouvette ayant une durée de vie de 1 heure peut être possible dès les 15 premières secondes, avec une erreur de l'ordre de 4 %.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2017 В дисертації вирішена актуальна науково-технічна задача визначення динамічного напружено-деформованого стану захисних елементів машинобудівних конструкцій при імпульсному та ударному навантаженнях для забезпечення їх міцності та ефективного використання при експлуатації. На основі тривимірної моделі швидкісного деформування елементів конструкцій, з урахуванням пружно-пластичних скінченних деформацій і динамічних властивостей матеріалів отримані залежності розподілу напружень від швидкості удару за просторовими та часовими координатами в елементах конструкцій. Виявлені нові особливості процесу швидкісного деформування елементів при локальних навантаженнях, що відрізняються визначенням розмірів обмеженої зони напружень з великими градієнтами, утворенням кратерів тощо. Отримані залежності між напруженнями та швидкостями удару в тришаровому елементі для окремих шарів та деформаціями в шарах в залежності від швидкості ударника.
The thesis for a candidate of technical science degree in speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines (engineering sciences) – Kharkov National University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. In the thesis, the actual scientific and technical problem of determining the dynamic stress-strain state of the protective elements of machine-building structures under impulse and shock loads solved to ensure their strength and effective use during operation. The thesis proposes an improved three-dimensional model of high-rate deformation of structural elements, which is different by taking into account elastic-plastic finite deformations and dynamic properties of materials. Based on the proposed model, the dependences of the distribution of stresses on the speed of impact on spatial and temporal coordinates in structural elements made of various materials obtained. New features of the process of high-rate deformation of elements under local loads detected, differing in the definition of the size of a restricted stress zone with large gradients, the formation of craters and the process of unloading with the appearance of residual stresses and damages. Dependencies between stresses and impact speeds in a three-layer element for individual layers and deformations in layers depending on the speed of the impactor obtained. The dynamic stress-strain state changes significantly both in space coordinates and in time. Therefore, even for thin-walled constructions, the use of the theory of plates and shells is undesirable, since in this case the law of stress distribution over the thickness is preliminarily assumed, and part of the stresses perpendicular to the middle surface are not taken into account at all. The processes of high-speed deformation occur both in the elastic and in the plastic stage and partially accompanied by rather large deformations. Therefore, the work uses three-dimensional models, even for thin-walled structures. From a mathematical point of view, such problems are essentially non-linear and require analysis of a three-dimensional dynamic stress-strain state. The problems of high-rate elastic-plastic deformation of elements of cylindrical structures are considered. It is shown, that the largest displacements and stresses develop in local zones and in the case when the speed is increase up to V ≥ 150 m/s, the area of intense displacements and stresses is R ≤ (10-12) r, where r is the radius of the zone load. These features of the dynamic stress-strain state make it possible to isolate the corresponding region of the element and to make refined calculations for it using a denser grid. A number of practical problems of analyzing the stress-strain state of the elements of the gas turbine engine corps under shock loading considered which differ in the purpose, geometric characteristics and properties of the materials. It is shown, that the largest displacements and stresses develop in bounded zones and rapidly decrease in spatial coordinates both in time and in unloading. It is shown, that when the blade fragment is detached, as well as the foreign particles fall into the flow at the working speeds of the gas turbine engine rotation, the stress intensities do not exceed the prescribed boundaries. In some cases, preference is given to two-layer structures, since they resist shock loads better, than single-layer ones with a larger thickness of the same material.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2017 В дисертації вирішена актуальна науково-технічна задача визначення динамічного напружено-деформованого стану захисних елементів машинобудівних конструкцій при імпульсному та ударному навантаженнях для забезпечення їх міцності та ефективного використання при експлуатації. На основі тривимірної моделі швидкісного деформування елементів конструкцій, з урахуванням пружно-пластичних скінченних деформацій і динамічних властивостей матеріалів отримані залежності розподілу напружень від швидкості удару за просторовими та часовими координатами в елементах конструкцій. Виявлені нові особливості процесу швидкісного деформування елементів при локальних навантаженнях, що відрізняються визначенням розмірів обмеженої зони напружень з великими градієнтами, утворенням кратерів тощо. Отримані залежності між напруженнями та швидкостями удару в тришаровому елементі для окремих шарів та деформаціями в шарах в залежності від швидкості ударника.
The thesis for a candidate of technical science degree in speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines (engineering sciences) – Kharkov National University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. In the thesis, the actual scientific and technical problem of determining the dynamic stress-strain state of the protective elements of machine-building structures under impulse and shock loads solved to ensure their strength and effective use during operation. The thesis proposes an improved three-dimensional model of high-rate deformation of structural elements, which is different by taking into account elastic-plastic finite deformations and dynamic properties of materials. Based on the proposed model, the dependences of the distribution of stresses on the speed of impact on spatial and temporal coordinates in structural elements made of various materials obtained. New features of the process of high-rate deformation of elements under local loads detected, differing in the definition of the size of a restricted stress zone with large gradients, the formation of craters and the process of unloading with the appearance of residual stresses and damages. Dependencies between stresses and impact speeds in a three-layer element for individual layers and deformations in layers depending on the speed of the impactor obtained. The dynamic stress-strain state changes significantly both in space coordinates and in time. Therefore, even for thin-walled constructions, the use of the theory of plates and shells is undesirable, since in this case the law of stress distribution over the thickness is preliminarily assumed, and part of the stresses perpendicular to the middle surface are not taken into account at all. The processes of high-speed deformation occur both in the elastic and in the plastic stage and partially accompanied by rather large deformations. Therefore, the work uses three-dimensional models, even for thin-walled structures. From a mathematical point of view, such problems are essentially non-linear and require analysis of a three-dimensional dynamic stress-strain state. The problems of high-rate elastic-plastic deformation of elements of cylindrical structures are considered. It is shown, that the largest displacements and stresses develop in local zones and in the case when the speed is increase up to V ≥ 150 m/s, the area of intense displacements and stresses is R ≤ (10-12) r, where r is the radius of the zone load. These features of the dynamic stress-strain state make it possible to isolate the corresponding region of the element and to make refined calculations for it using a denser grid. A number of practical problems of analyzing the stress-strain state of the elements of the gas turbine engine corps under shock loading considered which differ in the purpose, geometric characteristics and properties of the materials. It is shown, that the largest displacements and stresses develop in bounded zones and rapidly decrease in spatial coordinates both in time and in unloading. It is shown, that when the blade fragment is detached, as well as the foreign particles fall into the flow at the working speeds of the gas turbine engine rotation, the stress intensities do not exceed the prescribed boundaries. In some cases, preference is given to two-layer structures, since they resist shock loads better, than single-layer ones with a larger thickness of the same material.

Робота виконана на кафедрі технології та обладнання зварювального виробництва Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбувся у 2017 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, навчальний корпус № 2, аудиторія № 79. З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.
Дисертаційна робота присвячена розв’язанню наукового завдання – підвищення ефективності та функціональних можливостей поляризаційно-оптичного методу шляхом його розвитку для визначення напружено-деформованого та граничного станів склопластиків. На основі розгляду взаємозв`язку між механічними та оптичними характеристиками застосовано робочі формули для коректного проведення досліджень напружень у в’язкопружних конструктивно-ортотропних середовищах поляризаційно-оптичним методом, які використовують взаємозвязок між механічними і оптичними характеристиками. Розроблено методику визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень поблизу вершини тріщини в в’язкопружних структурно-ортотропних пластинах, що знаходяться в умовах повзучості за результатами поляризаційно-оптичних вимірів. Розроблено методику та застосовано формули визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень для тріщин у прозорому композиті (склопластику) за даними фотопружних вимірів. Одержано величини КІН для тріщин у склопластику, які знаходяться поруч із отворами та виходять на їх контур. Застосовано поляризаційно-оптичний метод для дослідження динамічного напруженого стану склопластиків із геометричними концентраторами. Одержано величини КІН для тріщини поблизу центрального отвору у пластині з склопластику при імпульсному навантаженні. Отримано залежності швидкості руху тріщини і коефіцієнта інтенсивності напружень в часі при руйнування елементів конструкцій із склопластику, які містять геометричні концентратори.
Диссертация посвящена решению научного задания – повышение эффективности и функциональных возможностей поляризационно-оптического метода путем его развития для определения напряженно-деформированного и предельного состояний стеклопластиков. На основании рассмотрения взаимосвязи между механическими и оптическими характеристиками применены рабочие формулы для корректного проведения исследований напряжений в вязкоупругих конструктивно-ортотропных средах поляризационно-оптическим методом, которые используют взаимосвязь между механическими и оптическими характеристиками. Разработана методика определения коэффициентов интенсивности напряжений вблизи вершины трещины в вязкоупругих структурно-анизотропных пластинах, находящихся в условиях ползучести по результатам поляризационно-оптических измерений. Анализ поверхности разрушения показал, что во время медленного докритического роста трещины в пластинах стеклопластиков у вершины трещины образуется и растет вместе с ней зона предварительного разрушения, которая имеет вид длинной клиновидной области в направлении продолжения трещины. Область содержит в себе некоторую часть разрушенных волокон, а ее берега связанные неразрушенными армирующими волокнами. Разработана методика и использованы формулы определения коэффициентов интенсивности напряжений для трещин в прозрачном композите (стеклопластике) по данным фотоупругих измерений. Получены зависимости величины КИН между соотношениями длины трещины и радиуса отверстия для трещин в стеклопластиках, которые находятся рядом с отверстиями и выходят на их контур. Применен поляризационно-оптический метод для исследования динамического напряженного состояния стеклопластиков с геометрическими концентраторами. Получены величины КИН для вершины трещины в пластине стеклопластика при импульсной нагрузке: для образца с центральным круговым (элиптическим) отверстием и изолированной трещиной; для пластины с центральным круговым отверстием и двумя контурными трещинами; для образца с вертикально (горизонтально) расположенными двумя круговыми отверстиями, имеющими контурные трещины. Получены зависимости скорости движения трещины и коэффициента интенсивности напряжений во времени, при разрушении элементов конструкций из стеклопластика, которые содержат геометрические концентраторы.
This thesis devoted to the solution of an important scientific task such as increasing the efficiency and functional capabilities of the polarization-optical method through its development for the determination of stress-strain and boundary states of fiberglass plastics. Based on the consideration of the interconnection between mechanical and optical characteristics is proposed the formulas for the correct conducting of stress studies in viscoelastic constructive-orthotropic media of POM. Also, based on the results of polarization-optical measurements are developed methods for determining the stress intensity factors near the crack tip in viscoelastic structurally anisotropic plates under creep conditions. The method and the proposed formula for determining stress intensity factors for cracks in transparent composite (fiberglass) according to polarization-optical measurements. SIF values are obtained for cracks in the fiberglass which close to the hole and get out of their path. Polarization-optical method for the study of the dynamic stress state of fiberglass geometric concentrators is modified. SIF values are obtained for cracks near the central hole in the plate of fiberglass under pulsed load. Crack propagation speed and the stress intensity factor in time for the destruction of structural elements made of fiberglass, which contain geometric concentrators dependencies are obtained.

Магістерська дисертація 108 с., 31 рис., 19. табл, 1 додаток, 17 джерел Об’єктом досліджень є процеси у складних системах із великою кількістю вхідних та вихідних параметрів. Предметом дослідження є методи формуваня множини Парето, узгодження областей значень та визначень. Мета дослідженя: 1. Розробити та дослідити методи узгодження областей значень та визначень для функцій за дискретно заданою вибіркою. 2. Створити модель формування множини Парето. Новизна: Використання нейронних мереж для формувая функціональних залежностей із подальшим формуванням множини Парето та корекції за допомогою методів узгодження областей значень та визначень. В роботі проводиться ретельна побудова методів узгодження областей значень та визначень для функцій, за дискретно заданою вибіркою. Для цього використовується апарат штучних нейронних мереж. В результаті отриманий інструментарій знаходить застосування у корекції множини Парето, яка формується із використанням комбінації нейронних мереж, що включають в себе моделі сегментації. В результаті було створено модель побудови множини Парето для системи функцій за дискретно заданою вибіркою, що дозволяє знаходити компроміс під час прийняття рішення щодо моделювання складного виробу.
Master's dissertation 108 p., 31 fig., 19. table, 1 appendix, 17 sources The object of research is complex systems with a large number of input and output parameters. The subject of the research is the methods of reconstruction of the Pareto set, coordination of the domains of arguments and values. The purpose of the study: 1) Develop and investigate methods for reconciling arguments domain and values domains for tabular functions. 2) Form a Pareto domain recovery model. Novelty: The use of neural networks to restore functional dependencies with subsequent forecasting of the Pareto area and correction using methods of matching the areas of values and definitions. The work carefully constructs methods for reconciling the areas of values and arguments for functions that they are given by tabular data. The approach of the artificial neural networks is used for this purpose. The resulting toolkit is used in the correction of the Pareto set, which is reconstructed using a combination of neural networks that include segmentation models. As a result, a model for constructing a Pareto set was created for a system of functions defined in tabular form, which allows to find a compromise when deciding on the modeling of a complex product.

Le travail de recherche présenté dans ce manuscrit est une contribution à l'étude des transitoires d'attaque dans les instruments auto-oscillants de type clarinette. L'objectif principal est d'analyser le comportement de l'instrument en réponse à une variation lente et linéaire de la pression dans la bouche du musicien. Dans des simulations numériques ou des expériences in vitro, lorsque la pression dans la bouche du musicien varie lentement et linéairement dans le temps, on observe en général l'apparition du son lorsque la pression dans la bouche atteint une valeur, appelée seuil d'oscillation dynamique, supérieure au seuil d'oscillation statique théorique. L'apport principal de ce travail est d'interpréter ce phénomène par la présence d'un retard à la bifurcation. L'approche analytique est privilégiée. La contribution majeure de ce doctorat est de comprendre les fondements de la théorie de la bifurcation dynamique et de s'inspirer de la méthodologie pour étudier le retard à la bifurcation dans un modèle de clarinette simple et bien connu de (le modèle dit "de Raman"). Les propriétés du seuil dynamique d'oscillation sont ainsi reliées aux caractéristiques de la variation temporelle de la pression dans la bouche que sont sa valeur initiale et sa pente. L'une des caractéristiques notoires du retard à la bifurcation se révèle être sa grande dépendance au bruit, même si ce dernier provient des erreurs d'arrondi de l'ordinateur. Les propriétés du seuil dynamique changent selon que le bruit peut être ignoré ou non. Nous montrons ensuite expérimentalement à l'aide d'une bouche artificielle et d'une clarinette de laboratoire que le retard à la bifurcation n'est pas qu'un phénomène numérique. Il est ainsi non seulement mis en évidence expérimentalement, mais ses propriétés sont également étudiés et comparées avec celles obtenues dans le cas numérique.

Робота виконана в Мукачівському державному університеті. Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Захист відбувся у 2011 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради К58.052.01 при Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.. Руська, 56.
Дисертаційна робота спрямована на розробку методики розрахунку напружено-деформованого стану та визначення механічних параметрів залізо-бетонних конструкцій мостів. На основі науково обґрунтованого підходу вдосконалено методи дослідження динамічних характеристик, визначення механічних параметрів та покращено елементи залізобетонних конструкцій мостів. Розвинуто аналітичні та числові методи розв’язку диференціальних рівнянь, що описують основні елементи мостових конструкцій: опору, балку, плиту, на основі яких отримано аналітичні співвідношення для обробки результатів натурних випробовувань та розв’язки диференціальних рівнянь деформації залізобетонної плити проїзної частини моста. Визначено за результатами статичних і динамічних випробувань механічні параметри залізобетонної плити проїзної частини моста: циліндричну жорсткість, модуль пружності, ефективну товщину і т. п. Отримано числові розв’язки диференціальних рівнянь деформації опори та балки в поліноміальному та тригонометричному базисах і запропоновано мірою точності числового розв’язку вважати нев’язку між розв’язками, що отримані в різних базисах.
Диссертационная работа направлена на разработку методики расчета напряженно-деформированного состояния и определение механических параметров железобетонных конструкций мостов. Усовершенствовано метод исследования динамических характеристик. В результате исследования коэффициента интенсивности напряжения установлено, что собственные частоты колебаний образца зависят от отношения его длины и высоты, относительной глубины трещины, коэффициента Пуассона. Полученные формулы можно использовать для К-тарирования балочных образцов с трещиной не перпендикулярной поверхности образца. Получено общую частотную функцию железобетонной плиты про-ездной части моста. Использовано частотную функцию в качестве связующего звена между результатами натурных испытаний и ее механическими парамет-рами. Предложено и запатентовано соединение арматуры втулкой обжатой профильным пуансоном. Такое соединение имеет большую надежность, стой-кость к циклическим нагрузкам. Усовершенствованное армирование элементов железобетонных мостовых конструкций использовано при армировании мостовых переходов и путепроводов. Усовершенствовано аналитические и числовые методы решений дифференциальных уравнений, которые описывают основные элементы мостовых конструкций: опору, балку, плиту. Теоретически исследовано численное решения уравнений деформации опоры и балки в полиномиальных и тригонометрических базисных функциях. Установлено, что невязка решений, полученных в разных базисах, зависит от способа закрепления краев и распределения нагрузки. Потеря устойчивости решений в разных базисах происходит при разных степенях разбития конструкции на конечные элементы. Для повышения надежности матема-тического моделирования элементов мостовых конструкций предложено дублирование численных решений в базисах построенных в разных классах функций. Точность полученных решений в разных базисах предложено оценивать их невязкой. Использовано аппарат обобщенных функций, элементов теории упругости и концепций механики хрупкого разрушения для развития методики нахождения напряженно-деформированного состоянию балки таврового профи-ля при наличии в ней дефекта типа трещины. Смоделировано напряженно-деформированное состояние моста в виде плиты в форме параллелограмма. Построено ряд моделей от меньшей степени разбития на конечные элементы до большей, от модели не учитывающей балки до модели учитывающей их. Установлена достаточно приемлемая сходимость результата к оптимальному значению при росте степени разбивки на конечные элементы и учете балок жесткости. Математическая модель ортотропной тонкой плиты, представленная соответствующим дифференциальным уравнением, является шире в познавательном плане, поскольку имеет как действительные, полезные из практической точки зрения, решения, так и комплексные, которые описывают ортотропную плиту с поперечным армированием, которое на практике не используется. Получено полезные для обработки результатов натурных испытаний аналитические соотношения и решения дифференциальных уравнений деформации железобетонной плиты проездной части моста. Определено по результатам статических и динамических испытаний механические параметры железобетонной плиты проездной части моста: цилиндрическую жесткость, модуль упругости, эффективную толщину и т. п.
The thesis aimed at developing methods of calculation of stress and strain analysis and determination of the mechanical parameters of concrete structures of bridges. Based on scientific approach, methods of investigation of dynamic characteristics of mechanical parameters have been improved as well as improved elements of the concrete structures of bridges. Analytical methods and numerical solution of differential equations describing the basic elements of bridge structures such as: resistance, beam, plate have been reviewed critically and constructively. Differential equations of slab bridge deformation that have been developed are useful for field tests results processing.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.02.09 "Динаміка та міцність машин" (13 – Механічна інженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. Потреби сучасної промисловості, транспорту і сфери послуг у інноваційних виробах із підвищеними техніко-економічними характеристиками останнім часом різко зростають. При цьому велику частку серед такої продукції займають тонкостінні машинобудівні конструкції, у яких раціонально поєднуються масові і характеристики міцності. У той же час на багато виробів (літаки, судна, рухомий склад залізниць, крани, перевантажувачі, ємності високого тиску, апарати хімічної промисловості, устаткування агропромислового комплексу) поширюються суворі офіційні правила і норми, спрямовані, у першу чергу, на забезпечення безпеки експлуатації. Відповідно, при проектних дослідженнях використовуються усталені методики розрахунку, а також традиційні технічні рішення. Незважаючи на тиск сталої практики, що схиляється до створення виробів у вигляді «клонів» давно створених аналогів, діє також протилежна тенденція. Вона породжується загальним прагненням до прогресу, навіть у консервативних областях діяльності, а також економічними міркуваннями. Більш того, багато споживачів інноваційних виробів установлюють свої додаткові вимоги до продукції, що спрямовані на продовження терміну служби конструкцій, підвищення їхньої продуктивності, інтенсивності експлуатаційних режимів або навантажувальної здатності. У цих обставинах, окрім нормативних обмежень, з’являються додаткові, що ускладнює виконання вимог до проектованих конструкцій. Таким чином, виникла і посилюється у своїй актуальності та важливості науково-практична задача розробки методів забезпечення міцності інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій при дії комплексу експлуатаційних навантажень. Її постановка, розв’язання та впровадження у практику проектних досліджень склала мету, зміст і напрями дисертаційних досліджень. У дисертаційній роботі розв’язана науково-технічна задача, яка полягає в удосконалення методів і моделей для проектного забезпечення міцності тонкостінних машинобудівних конструкцій при дії комплексу експлуатаційних навантажень. У роботі для аналізу напружено-деформованого стану тонкостінних машинобудівних конструкцій застосовуються співвідношення теорії пружності і методу скінченних елементів. Формування геометричної форми досліджуваних конструкцій здійснювалося методами твердотільного і поверхневого моделювання. Для варіативної зміни структури і розмірів досліджуваних об’єктів адаптовано і розвинено метод узагальненого параметричного моделювання стосовно інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій. Експериментальні дослідження здійснювалися методами тензометрії та акселерометрії. У ході виконання дисертаційного дослідження отримано наступні наукові результати: 1) проведено аналіз умов експлуатації, нормативних вимог, а також методів розрахунку тонкостінних машинобудівних конструкцій з урахуванням обмежень на міцність, і на цій основі визначені напрями дисертаційних досліджень; 2) удосконалено методи і моделі для обґрунтування проектних параметрів інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій за критеріями міцності при дії комплексу експлуатаційних навантажень із урахуванням нормативних обмежень; 3) здійснено розв’язання низки прикладних задач проектного обґрунтування технічних рішень для тонкостінних машинобудівних конструкцій за критеріями міцності та довговічності; 4) здійснено розрахунково-експериментальні дослідження напружено- деформованого стану інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій, які спроектовано на основі рекомендацій із застосуванням результатів дисертаційних досліджень; 5) впроваджено результати досліджень у виробництво.
Тhesis for candidate of technical science degree (Philosophy Doctor) in speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines (13 – mechanical engineering). – National Тechnical University «Kharkov Polytechnic Institute», Kharkiv, 2019. The needs of modern industry, transport and services in innovative products with increased technical and economic characteristics have recently been increasing dramatically. Large proportion of such products are thin-walled engineering structures, which rationally combine mass and strength characteristics. At the same time, strict rules and regulations are applied to many products (aircraft, ships, rolling stock, cranes, reloaders, high-pressure vessels, chemical industry equipment, agricultural equipment) for ensure the operation safety. Accordingly, design studies use established computational methods, as well as traditional technical solutions. In spite of pressure of established practice, which tends to create products as "clones" of long-created analogues, opposite trend also applies. It is generated by general aspiration for progress, even in conservative areas of activity, as well as economic considerations. Moreover, many consumers of innovative products set their additional requirements for products aimed at extending service life of structures, increasing their productivity, intensity of operating modes or load capacity. In these circumstances, in addition to regulatory restrictions, there are additional ones, which complicates the requirements fulfillment for projected designs. Thus, the scientific and practical task of developing methods for strength ensuring of innovative thin-walled engineering structures under action of operating loads complex has appeared and is intensified in its urgency and importance. Its formulation, solution and implementation to design studies practice is goal, content and directions of dissertation research. In the dissertation work the scientific and technical problem is solved, which consists in methods and models improvement for strength ensurance of thin-walled engineering structures under action of operational loads complex. In the work for stress-strain state analysis of thin-walled engineering structures the theory of elasticity ratios and the finite element method are used. Geometric shape formation of investigated structures was carried out by methods of solid state and surface modeling. For structure and size variation of studied objects, the method of generalized parametric modeling for innovative thin-walled engineering structures is adapted and developed. Experimental studies were carried out using strain gauge and accelerometer methods. In course of dissertation research the following scientific results were obtained: 1) an analysis of operating conditions, regulatory requirements, as well as analysis methods of thin-walled engineering structures taking into account the constrains on durability, and on this basis, the dissertation research directions were determined; 2) methods and models for design parameters justification of innovative thin-walled engineering structures according to strength criteria under action of operational loads complex, taking into account regulatory constraints are improved; 3) solution of a number of applied tasks of technical solutions substantiation for the thin-walled engineering structures according to strength and durability criteria; 4) computational and experimental studies of stress-strain state of innovative thin-walled engineering structures that are designed on the basis of recommendations with application of dissertation research results; 5) research results are introduced into production.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка таміцність машин. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Міністерство освіти і науки України, Харків, 2019. Дисертація присвячена удосконаленню методів і моделей для проектного забезпечення міцності тонкостінних машинобудівних конструкцій при дії комплексу експлуатаційних навантажень. Обґрунтування раціональних параметрів і конструктивних рішень ТСМБК здійснюється за критеріями мінімізації маси, зниження напружень, підвищення терміну експлуатації. Ураховуються апроксимації залежностей критеріальних величин, що поступово локалізуються, від варійованих параметрів. Узагальненими параметрами виступають структура, проектно-технологічні рішення ТСМБК, конструктивні параметри і експлуатаційні режими. При цьому забезпечується розв’язання задач одиничного аналізу, багатоваріантних досліджень, а також обґрунтування раціональних проектно-технологічних рішень. На розвиток відомих підходів розглянуті наступні узагальнення: уніфікація, доцільність, ефективності, ідентифікація навантажень, верифікація, прогнозування, відлаштування. Здійснена також алгоритмізація запропонованих методів розрахунку НДС тонкостінних машинобудівних конструкцій на основі поєднання переваг універсальних і спеціальних систем. Проведено розв’язання низки прикладних задач. Обґрунтовано раціональні проектні параметри інноваційних ТСМБК. Представлено результати експериментальних досліджень інноваційних вагону-цистерни, вагону-платформи і крана-перевантажувача, які спроектовано і виготовлено на основі впровадження рекомендацій за підсумками дисертаційних досліджень.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.02.09 – Dynamics and strength of machines. National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2019. The thesis is devoted to the improvement of methods and models for the design ensuring of the strength of thin-walled engineering structures under the action of operational loadings complex. The justification for rational parameters and design solutions for thin-walled engineering structures is carried out according to the criteria of mass minimizing, stresses reducing, and service life increasing. Various additional criteria such as cost, manufacturability, economy, energy efficiency, can be taken into account in the formation of the quality function. The dependences approximations of criterion values, which are gradually localized, from variable parameters are taken into account. The structure, design and technological solutions of thin-walled engineering structures, structural parameters and operating modes are the generalized parameters. This provides a solution to the problems of a single analysis, multivariate studies, as well as the justification for rational design and technological solutions. The following generalizations are considered: unification, expediency, efficiency, loading identification, verification, forecasting, tune-up in development of known approach. The algorithmization of proposed methods for calculating of the stress strain state of thin-walled engineering structures has also been carried out based on a combination of the advantages of universal and special systems. A number of applied problems are solved. Parametric finite element models of researched objects have been developed based on a set of studies of the stress-strain state of the power elements. The rational design parameters of innovative thin-walled engineering structures are determined. The results of experimental studies of innovative tank cars, platform cars and loading cranes, which are designed and manufactured based on the implementation of recommendations from dissertation research, are presented. Comparative experimental and computational studies of the structures stress-strain state were carried out. They are combined with certification tests, during which the stresses in the power elements were recorded. The operational loadings are determined which are acting on thin-walled structures. During the tests, regularities were established that determine the dependence of the loadings components on the structure from various factors. Verification of the numerical models parameters of thin-walled engineering constructions elements was carried out. Designed on the basis of researches innovative structures have improved technical and economic characteristics compared with similar ones.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Министерство образования и наук Украины, Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке подходов, методов и моделей для исследования напряженно-деформированного состояния сложнопрофильных шероховатых тел с учетом контактного взаимодействия. В работе решена задача анализа контактного взаимодействия сложнопрофильных элементов машиностроительных конструкций с учетом дополнительных факторов влияющих на распределение контактных давлений (учет податливости поверхностного слоя, конечность размеров контактирующих тел). Предложено для анализа контактного взаимодействия сложнопрофильных тел применять вариант метода граничных уравнений, дополненный моделью учета податливости промежуточного слоя. Для моделирования упругого слоя применена модель Винклера. Предложенный метод исследования контактного взаимодействия объединяет в рамках единых соотношений "локальные" и "глобальные" характеристики податливости контактирующих шероховатых тел. Решен ряд прикладных задач анализа контактного взаимодействия, а именно проведено исследование влияния формы зазора и податливости шероховатого слоя на характер распределений контактных давлений, проведено исследование контактного взаимодействия прямоугольного в плане штампа со скруглениями, решена задача контакта подшипника качения с модифицированным двурадиусным роликом, проведен анализ взаимодействия шаровых поршней с беговыми дорожками гидрообъмной передачи танковой трансмиссии. Во время выполнения работы проведен ряд экспериментальных исследований для анализа контактного взаимодействия сложнопрофильных элементов машиностроительных конструкций с учетом податливости шероховатого слоя. Для исследования контактных давлений задействована технология контактных отпечатков с использованием чувствительных пленок. Проведено сравнение полученных численных результатов исследований с полученными экспериментальными данными. Подтверждена точность и достоверность предложенных методов и моделей, а также созданного программно-модельного комплекса.
The thesis in qualification for a scientific degree of Candidate of Technical Science in speciality 05.02.09 - dynamics and strength of machines, National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to development of approaches, methods and models for analysis of stress-strain state of complex-shaped bodies with account for their contact over rough surfaces. In the present work the contact problem is solved for complex-shaped elements of engineering structures with local compliance of the surface layer. For this purpose a variation to the boundary integral equations method extended with a Winkler-type model of elastic layer is proposed. The resulting approach combines in a unified formulation the "local" and "global" compliance characteristics of the contacting rough bodies. The numerical implementation of the boundary element method is included in a software-and-model complex for analysis of contact interaction of complex-shaped bodies. A number of applied contact problems is solved. Namely, the influence of the gap and rough layer compliance on the contact pressure distribution is studied for the following cases: contact of a rectangular round-end stamp with a flat surface, junction of a rolling bearing and a modified double-radius roller, normal traction between spherical pistons and treadmills of a tank transmission. Numerical results of the research are compared to experimental data. Accuracy and reliability of the proposed methods and models, as well as special-purpose software-andmodel complex are confirmed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці підходу і моделей для забезпечення конструкційної міцності складних тонкостінних машинобудівних конструкцій, що працюють в умовах геометрично та фізично нелінійної поведінки матеріалу, шляхом обґрунтування проектних рішень. Розроблений підхід базується на використанні математичної моделі напружено-деформованого стану з урахуванням геометричної та фізичної нелінійностей, а також – методів апроксимації для побудови функцій, що описують оцінювані характеристики досліджуваного об'єкта. Різні критерії, за якими проводиться пошук проектних рішень (включаючи характеристики міцності, жорсткості, технологічні та економічні чинники), вносяться до цільової функції. У процесі пошуку проектних рішень запропоновано послідовно використовувати апроксимаційні моделі різного ступеня точності. До них застосовується розроблений алгоритм пошуку раціональних параметрів, який враховує особливості форми поверхонь відгуку, що спостерігаються при розв'язанні прикладних задач. Розроблені алгоритми і моделі застосовані для розв'язання тестових та прикладних задач. Зокрема, розроблені рекомендації для каркасу кузова автобуса, вантажного напіввагона, каркасу кабіни трактора, корпусів БТР-80 та тягача МТ-Л. Проведена розрахунково-експериментальна верифікація розроблених скінченно-елементних моделей.
The thesis in qualification for a scientific degree of Candidate of Technical Science in speciality 05.02.09 ‒ dynamics and strength of machines, National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2018. The dissertation deals with the development of approach and models for providing of structural strength of complicated thin-walled machine-building structures, which operate in the conditions of geometric and physical nonlinearities using design solution validation. The developed approach is based on the use of mathematical model for stress-strain state taking into account geometric and physical nonlinearities and methods of approximation for constructing functions describing the evaluated characteristics of the object under study. The various factors behind the search for design solutions (including characteristics of strength, rigidity, technological and economic factors), are being added into this function. During searching for design solutions it is proposed to successively use approximation models of various accuracy degrees. The developed algorithm for rational parameters search, which takes into account the peculiarities of the response surface shape observed in solving applied problems, is applied to them. In this case, the solution is sought over the whole range of parameter changes. Thus, in the search process, global trends of changes in design decisions are taken into account, and not local ones, as in other approaches. This allows obtain a rational solution that is stable to changes in parameters, which are possible in course of design work and production conditions. The developed algorithms and models are used for solving test and applied problems. In particular, recommendations for the body framing of the bus, freight car, the frame of the tractor cabin, the BTR-80 and MT-L hulls are developed. Computational and experimental verification of developed finite-element models was carried out. The research was carried out at three objects: on the upper part of BTR-80 armored personnel carrier mock-up, and on the prototypes of BTR-3E hull and covered railcar. During frequency characteristics studies, the oscillations excitation of the hull mock-up was effected by rubberized drummer influence at certain points of structure. With use of verified finite element models, the BTR-3E hull prototype was investigated. The experimental research technique provided impulsive action on the hull at a number of points, and fixation of time distributions of accelerations at these points by accelerometers. The results difference is in range of 8-12% for frequencies of free oscillations and for damping logarithmic decrement. Computational studies, and then full-scale tests are also subject to the covered railcar prototype made with recommended settings. Average difference for displacement and stress is 15%.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці підходу і моделей для забезпечення конструкційної міцності складних тонкостінних машинобудівних конструкцій, що працюють в умовах геометрично та фізично нелінійної поведінки матеріалу, шляхом обґрунтування проектних рішень. Розроблений підхід базується на використанні математичної моделі напружено-деформованого стану з урахуванням геометричної та фізичної нелінійностей, а також – методів апроксимації для побудови функцій, що описують оцінювані характеристики досліджуваного об'єкта. Різні критерії, за якими проводиться пошук проектних рішень (включаючи характеристики міцності, жорсткості, технологічні та економічні чинники), вносяться до цільової функції. У процесі пошуку проектних рішень запропоновано послідовно використовувати апроксимаційні моделі різного ступеня точності. До них застосовується розроблений алгоритм пошуку раціональних параметрів, який враховує особливості форми поверхонь відгуку, що спостерігаються при розв'язанні прикладних задач. Розроблені алгоритми і моделі застосовані для розв'язання тестових та прикладних задач. Зокрема, розроблені рекомендації для каркасу кузова автобуса, вантажного напіввагона, каркасу кабіни трактора, корпусів БТР-80 та тягача МТ-Л. Проведена розрахунково-експериментальна верифікація розроблених скінченно-елементних моделей.
The thesis in qualification for a scientific degree of Candidate of Technical Science in speciality 05.02.09 ‒ dynamics and strength of machines, National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2018. The dissertation deals with the development of approach and models for providing of structural strength of complicated thin-walled machine-building structures, which operate in the conditions of geometric and physical nonlinearities using design solution validation. The developed approach is based on the use of mathematical model for stress-strain state taking into account geometric and physical nonlinearities and methods of approximation for constructing functions describing the evaluated characteristics of the object under study. The various factors behind the search for design solutions (including characteristics of strength, rigidity, technological and economic factors), are being added into this function. During searching for design solutions it is proposed to successively use approximation models of various accuracy degrees. The developed algorithm for rational parameters search, which takes into account the peculiarities of the response surface shape observed in solving applied problems, is applied to them. In this case, the solution is sought over the whole range of parameter changes. Thus, in the search process, global trends of changes in design decisions are taken into account, and not local ones, as in other approaches. This allows obtain a rational solution that is stable to changes in parameters, which are possible in course of design work and production conditions. The developed algorithms and models are used for solving test and applied problems. In particular, recommendations for the body framing of the bus, freight car, the frame of the tractor cabin, the BTR-80 and MT-L hulls are developed. Computational and experimental verification of developed finite-element models was carried out. The research was carried out at three objects: on the upper part of BTR-80 armored personnel carrier mock-up, and on the prototypes of BTR-3E hull and covered railcar. During frequency characteristics studies, the oscillations excitation of the hull mock-up was effected by rubberized drummer influence at certain points of structure. With use of verified finite element models, the BTR-3E hull prototype was investigated. The experimental research technique provided impulsive action on the hull at a number of points, and fixation of time distributions of accelerations at these points by accelerometers. The results difference is in range of 8-12% for frequencies of free oscillations and for damping logarithmic decrement. Computational studies, and then full-scale tests are also subject to the covered railcar prototype made with recommended settings. Average difference for displacement and stress is 15%.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Министерство образования и науки Украины, Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке подходов, методов и моделей для исследования конструкционной прочности составных тонкостенных машиностроительных конструкций с болтовым соединением элементов. В работе решена задача анализа напряженно-деформированного состояния составных тонкостенных машиностроительных конструкций с болтовым соединением элементов, а также его реализация и определение закономерностей распределения прогибов, смещений и продольных усилий. Также в данной постановке учитывались следующие важные факторы: зазор в болтовых соединениях, силы трения между контактирующими поверхностями, предварительная затяжка болтовых соединений, наличие уплотнительных шайб состоящих из полимерных материалов, а также учета гофрированной формы применяемых панелей. На основе математических моделей напряженно-деформированного состояния оболочечных, стержневых и пластинчатых конструкций в работе разработана математическая модель, которая учитывает влияние продольных сил и геометрической нелинейности в целом на НДС составленных тонкостенных конструкций. При этом предложена процедура осреднения продольных усилий, действующей в сечении стержня. В результате система связанных дифференциальных уравнения преобразуется к дифференциальному уравнению и интегральному соотношению. Для решения задачи об определении НДС составного стержня выбран метод конечных разностей. Получены результаты решения ряда прикладных задач. Установлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния тонкостенных конструкций на примере металлических бункеров при варьировании проектно-технологических параметров. Экспериментально определен характер поведения системы полос, соединенных болтовым крепежом с зазором, нагруженных равномерно по верхней кромке поперечным циклическим усилием. Проведено сравнение полученных численных результатов исследований с полученными экспериментальными данными. Подтверждено качественное и количественное соответствие результатов численных и экспериментальных исследований изменения прогибов системы полос.
Thesis for the degree of Candidate of technical Sciences in specialty 05.02.09 – dynamics and strength of machines. National technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to the development of approaches, methods and models to study structural strength of composite thin-walled engineering structures with bolted elements. This work is solves the problem of analysis of the stress-strain state of composite thin-walled engineering structures with bolted elements, as well as its implementation and determination of the distribution of deflections, displacements and longitudinal efforts. Also in this formulation the following important factors were taken into account: the gap in bolted joints, friction force between the contacting surfaces, the pre-tightening of bolted connections, the presence of polymeric materials, as well as consideration of the corrugated shape of panels used. On the basis of mathematical models of the stress-strain state of the shell, the rod and plate structures, a mathematical model that takes into consideration the influence of axial forces and geometric nonlinearity in general on stress-strain state of composed thin-walled structures was elaborated in this thesis. The results of solving some applied problems were obtained. The regularities of changes of stress-strain state of thin-walled engineering structures at variation of design and process parameters were defined.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці підходів, методів і моделей для дослідження напружено-деформованого стану складнопрофільних тіл з урахуванням їхнього контакту по шорстких поверхнях. У роботі розв'язана задача аналізу контактної взаємодії складнопрофільних елементів машинобудівних конструкцій за наявності локальної податливості поверхневого шару. Для цього запропоновано варіант методу граничних рівнянь, в який додана модель пружного проміжного шару за Вінклером. Отриманий метод дослідження контактної взаємодії об'єднує в рамках єдиних співвідношень "локальні" та "глобальні" характеристики податливості контактуючих шорстких тіл. Числова реалізація методу граничних елементів здійснена в спеціалізованому програмно-модельному комплексі для дослідження контактної взаємодії складнопрофільних тіл. Розв'язано низку прикладних задач аналізу контактної взаємодії, а саме проведено дослідження впливу форми зазору і податливості шорсткого шару на характер розподілів контактного тиску у наступних випадках: контакту прямокутного в плані штампа з округленнями з плоскою поверхнею, спряження підшипника кочення з модифікованим дворадіусним роликом, передачі зусиль між кульовими поршнями та біговими доріжками в гідрооб'ємній передачі танкової трансмісії. Проведене порівняння отриманих числових результатів досліджень з експериментальними даними. Підтверджено точність і достовірність запропонованих методів та моделей, а також створеного програмно-модельного комплексу.
The thesis in qualification for a scientific degree of Candidate of Technical Science in speciality 05.02.09 - dynamics and strength of machines, National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to development of approaches, methods and models for analysis of stress-strain state of complex-shaped bodies with account for their contact over rough surfaces. In the present work the contact problem is solved for complex-shaped elements of engineering structures with local compliance of the surface layer. For this purpose a variation to the boundary integral equations method extended with a Winkler-type model of elastic layer is proposed. The resulting approach combines in a unified formulation the "local" and "global" compliance characteristics of the contacting rough bodies. The numerical implementation of the boundary element method is included in a software-and-model complex for analysis of contact interaction of complex-shaped bodies. A number of applied contact problems is solved. Namely, the influence of the gap and rough layer compliance on the contact pressure distribution is studied for the following cases: contact of a rectangular round-end stamp with a flat surface, junction of a rolling bearing and a modified double-radius roller, normal traction between spherical pistons and treadmills of a tank transmission. Numerical results of the research are compared to experimental data. Accuracy and reliability of the proposed methods and models, as well as special-purpose software-andmodel complex are confirmed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці підходів, методів і моделей для дослідження конструкційної міцності складених тонкостінних машинобудівних конструкцій з болтовим з'єднанням елементів. У роботі розв'язана задача аналізу напружено-деформованого стану складених тонкостінних машинобудівних конструкцій з болтовим з'єднанням елементів, а також його реалізація і визначення закономірностей розподілу прогинів, зміщень і поздовжніх зусиль. Також в даній постановці ураховувались наступні важливі чинники: зазор у болтовому з'єднанні, сили тертя між контактуючими поверхнями, попереднє затягуванням болтових з'єднань, наявністю полімерних матеріалів, а також урахування гофрованої форми застосованих панелей. На основі математичних моделей напружено-деформованого стану оболонкових, стрижневих та пластинчатих конструкцій, в роботі розроблена математична модель, яка ураховує вплив поздовжніх сил і геометричної нелінійності в цілому на НДС складених тонкостінних конструкцій. Отримані результати розв'язання низки прикладних задач. Установленні закономірності зміни напружено-деформованого стану тонкостінних машинобудівних конструкцій при варіюванні проектно-технологічних параметрів.
Thesis for the degree of Candidate of technical Sciences in specialty 05.02.09 – dynamics and strength of machines. National technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to the development of approaches, methods and models to study structural strength of composite thin-walled engineering structures with bolted elements. This work is solves the problem of analysis of the stress-strain state of composite thin-walled engineering structures with bolted elements, as well as its implementation and determination of the distribution of deflections, displacements and longitudinal efforts. Also in this formulation the following important factors were taken into account: the gap in bolted joints, friction force between the contacting surfaces, the pre-tightening of bolted connections, the presence of polymeric materials, as well as consideration of the corrugated shape of panels used. On the basis of mathematical models of the stress-strain state of the shell, the rod and plate structures, a mathematical model that takes into consideration the influence of axial forces and geometric nonlinearity in general on stress-strain state of composed thin-walled structures was elaborated in this thesis. The results of solving some applied problems were obtained. The regularities of changes of stress-strain state of thin-walled engineering structures at variation of design and process parameters were defined.

Дисертаційна робота присвячена розробці критерія граничного стану конструкційних матеріалів, які працюють в умовах складного напруженого стану у випадку статичного навантаження з урахуванням пошкоджуваності. Для визначення величини параметра пошкоджуваності використовувалися різні енергетичні підходи, які базуються на зміні фізико-механічних характеристик матеріалів при простих навантаженнях (розтяг та кручення). На основі отриманих експериментальних результатів на різних конструкційних матеріалах, вдосконалено модель опису кінетики накопичення пошкодження, запропонований Бонора, в залежності від рівня пластичної деформації. Отримано залежність параметрів моделі та критерія граничного стану від пружно-пластичних характеристик матеріала. Проведено порівняння отриманих теоретичних значень з експериментальними. Розроблена методика визначення кінетики накопичення пошкодження у випадку кручення циліндричних зразків з врахуванням неоднорідності розподілу деформації в перерізі зразка. На основі підходу Давіденкова-Фрідмана розроблено критерій граничного стану конструкційних матеріалів з врахуванням виду напруженого стану та пошкоджуваності. Представлено порівняння результатів граничного стану, отриманих за розробленим критерієм, експериментальними даними, та іншими методами.

Робота виконана у Національному університеті водного господарства та природокористування Міністерства освіти і науки України, м. Рівне. Захист відбувся “ 30 ” червня 2016 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.
В дисертаційній роботі побудовано нові математичні моделі напружено-деформованого стану ґрунтових масивів і основ у нелінійній постановці з урахуванням тепло-масоперенесення при фільтрації сольових розчинів у неізотермічних умовах та залежностей коефіцієнтів фільтрації, Ламе і модуля Юнга від концентрації сольових розчинів та температури, наявності вільної поверхні ґрунтових вод та дослідження деформаційних процесів у ґрунтах, які складаються з шарів із різними механічними та фізико-хімічними властивостями. Виведено систему рівнянь рівноваги в формі Ламе для зміщень ґрунту на основі узагальнення закону Гука з урахуванням тепло-масоперенесення та залежностей коефіцієнтів Ламе, модуля Юнга від концентрації сольових розчинів та температури. Отримано граничні умови та умови спряження для зміщень і напружень з врахуванням теплового та хімічного станів ґрунтового середовища. Розвинено обчислювальні методи для знаходження чисельних розв’язків відповідних крайових задач в одно- та двовимірному випадках. На основі розроблених алгоритмів створено відповідний програмний комплекс, проведено серію чисельних експериментів та їх аналіз. Показано вплив факторів тепло-масоперенесення при фільтрації сольових розчинів у неізотермічних умовах, наявності вільної поверхні, багатошаровості ґрунту на розподіл зміщень, нормальних та дотичних напружень та деформацій.
В диссертационной работе на основании анализа литературных источников сформулированы постановки и построены новые математические модели напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов и оснований в нелинейной постановке с учетом тепло- и массопереноса при фильтрации солевых растворов в неизотермических условиях и зависимостей коэффициентов фильтрации, Ламе и модуля Юнга от концентрации солевых растворов и температуры, наличия свободной поверхности грунтовых вод и исследования деформационных процессов в грунтах, состоящих из слоев с различными физико-химическими и механическими свойствами, а также в фильтрующей грунтовой плотине со свободной поверхностью, грунтовом массиве в результате образования депрессионной лунки. Получена система уравнений равновесия в форме Ламе для смещений грунта на основании обобщения закона Гука с учетом тепло- и массопереноса и зависимостей коэффициентов Ламе, модуля Юнга от концентрации солевых растворов и температуры. Выведены граничные условия и условия сопряжения для смещений и напряжений с учетом теплового и химического состояний почвенной среды. Получили дальнейшее развитие и эффективно использованы численные методы для отыскания приближенных решений соответствующих краевых задач в одно- и двумерном случаях. В частности, это конечно-разностные методы благодаря построению монотонных разностных схем для нелинейных уравнений параболического типа, содержащих первую производную; метод численных конформных отображений для областей почвы сложной геометрической формы, в том числе со свободной поверхностью, который включает в себя построение численных конформных отображений; итерационный метод для отыскания численного решения системы уравнений равновесия в форме Ламе для смещений грунта. На основании разработанных алгоритмов создан соответствующий программный комплекс и проведена серия численных экспериментов. Выполнен анализ полученных результатов. Показано существенное влияние факторов тепло- и массопереноса при фильтрации солевых растворов в неизотермических условиях, зависимостей коэффициентов фильтрации, Ламе, модуля Юнга от концентрации солевых растворов и температуры, наличия свободной поверхности, многослойности почвы на распределение смещений, нормальных и касательных напряжений и деформаций.
Based on the literature review the new mathematical models of nonlinear boundary value problems of the stressed-strained state of soil masses, considering heat and mass transfer, filtering salt solutions in non-isothermal conditions, the dependencies of filtration and Lame coefficients, and Young's modulus of the concentration of salt solutions and temperature, presence of free groundwater surface and study of deformation characteristics of soils consisting of layers with different mechanical and physical and chemical properties are formulated and improved. Introduced system of equilibrium equations in the form of Lame displacement based on the generalization of Hooke's Law with regard to heat and mass transfer and the dependencies of Lame coefficients, the Young's modulus of the concentration of salt solutions and temperatures is modified. Boundary conditions for the displacements on the thermal and chemical conditions of the soil environment are discovered. Computational methods to find numerical solutions of the corresponding nonlinear boundary value problems in one- and two-dimensional cases are improved. On the basis of the developed algorithms the appropriate software is created. A series of numerical experiments and their analysis are conducted. Significant effect of heat and mass transfer, filtering salt solutions in non-isothermal conditions, the dependence of Lame coefficients, the Young's modulus of the concentration of salt solutions and temperature, the presence of the free surface of the soil layering on the distribution of displacements, stresses and strains are disclosed.

Tese de Mestrado em Matemática e Aplicações à Mecânica
No século XVII, com a lei de Hooke, desenvolve-se a Teoria Clássica da Elasticidade. A adaptação de uma teoria da elasticidade à Relatividade Geral surge bastante mais tarde, no final de 1950, com a necessidade de generalizar o estudo de corpos elásticos à Mecânica Relativista para que se compreendesse o comportamento das ondas gravitacionais quando interagem com corpos elásticos sólidos. O objectivo deste trabalho é apresentar um estudo bibliográfico sobre a formulação da Elasticidade em Relatividade Geral, descrevendo a teoria matematicamente, de forma detalhada e simples, e exemplificá-la com alguns exemplos físicos. No capítulo 1, será apresentada a Teoria da Relatividade Geral, a partir da Mecânica Clássica e da Teoria da Relatividade Restrita, bem como alguns conceitos subjacentes, sendo de destacar a álgebra e cálculo de tensores, atendendo a que as equações da Relatividade são equações tensoriais. A base dos capítulos 2 e 3 é o artigo Elastic stars in general relativity: I. Foundations and equilibrium models, de Max Karlovini e Lars Samuelson. No capítulo 2, introduzem-se os conceitos gerais da teoria, baseados no facto de se considerar o campo material como uma projecção de uma variedade do tipo espaço-tempo de dimensão quatro numa variedade tridimensional. Como resultados obter-se-ão a forma geral do tensor de impulsão-energia e a sua especificação, no caso de uma métrica fixa ser o único campo tensorial material usado para obter a equação de estado. Apresentar-se-ão, ainda, as equações de movimento de matéria elástica, pelo que se introduzirá uma conexão considerada como o pull back da conexão de Levi-Civita associada à métrica do espaço material. Esta conexão é dada pelo tensor diferença da relasticidade que, juntamente com o tensor elasticidade de Hadamard, permitirão reescrever as equações de Euler. No capítulo 3, serão apresentadas as equações de Einstein numa aplicação a espaços-tempo com simetria esférica com matéria elástica. O sistema de equações do movimento será constituído por três equações diferenciais ordinárias de primeira ordem. A solução deste sistema é um espaço-tempo com simetria esférica associado a um campo com características elásticas.
In the XVII century, with Hooke’s law, there is a development of the Classic Theory of Elasticity. The adaptation of an elasticity theory to General Relativity appears much later, in the end of 1950, with the necessity of the generalization of the study of elastic bodies to Relativistic Mechanics, to understand the behaviour of gravitational waves when interacting with solid elastic bodies. The aim of this work is to present a bibliographic study about the formulation of Elasticity in General Relativity, describing mathematically the theory, in a detailed and simple way, and exemplifying with some physical examples. In chapter 1, it will be introduced the General Relativity Theory, from Classical Mechanics and Special Relativity, and some subjacent concepts, in particular tensor algebra and calculus, since the Relativity equations are tensorial equations. The basis of chapters 2 e 3 is the article Elastic stars in general relativity: I. Foundations and equilibrium models, from Max Karlovini and Lars Samuelson. In chapter 2, general concepts of the theory will be introduced, based on the foundation that the matter field is a mapping from the four-dimensional spacetime manifold to an abstract three-dimensional manifold. The result will be the general form of the stress-energy tensor and its specialization to the case when a fixed metric is the only material space tensor field which is used to set up the equation of state. Also the matter equations of motion will be discussed and, to this end, there will be introduced a spatially projected connection on spacetime which can be viewed as the pull back of the Levi-Civita connection associated with the material space metric. This projected connection is given by the relativistic elasticity difference tensor that with the relativistic Hadamard elasticity tensor allow to rewrite the Euler equations. In chapter 3, the Einstein’s equations for static spherically symmetric configurations with an elastic matter source will be discussed. The full set of equations of motion is found to form a system of three first-order ordinary differential equations. The solution of this system is a spacetime with spherically symmetry associated to a field with elastic characteristics.

Дана робота стосується актуальної науково-технічної проблеми підвищення залишкової довговічності елементів авіаційних конструкцій з концентраторами напружень. Високі вимоги до надійності конструкцій і їх безпечної експлуатації мають особливе значення в умовах циклічного навантаження і високих напружень. Важливою є наукова задача оцінки залишкової довговічності конструктивних елементів з експлуатаційними пошкодженнями (втомними тріщинами) в околі функціональних і кріпильних отворів з підвищеними вимогами до безпечної експлуатації.
This work concerns the topical scientific and technical problem of increasing the residual lifetime of elements of aircraft structures with stress concentrators. High requirements for the reliability of structures and their safe operation are of particular importance in conditions of cyclic loading and high stresses. An important scientific task is to assess the residual lifetime of structural elements with operational damage (fatigue cracks) in the vicinity of functional and mounting holes with high requirements for safe operation