Збірники наукових праць ЦНТУ

Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1

Browse

Filters

Settings

Has files: YesSubject: search.filters.subject.mathematical model

Search Results

Now showing 1 - 10 of 24
  • Thumbnail Image
    Item
    Розробка методики забезпечення якісного лакофарбового покриття під час виконання малярнокузовних робіт в системах автосервісу
    (ЦНТУ, 2024) Тарандушка, Л. А.; Тарандушка, І. П.; Tarandushka, L.; Tarandushka, I.
    Розроблено методику за допомогою якої стає можливим визначати якість лакофарбового покриття в системах автосервісу. Дана методика основана на визначенні важливих параметрів, які описують технологічний процес нанесення лакофарбового покриття. На основі алгоритму ФаррараГлобера виокремлено серед 16 параметрів системи 8 незалежних, що впливають на якість покриття та визначено ступінь їх вагомості. Виокремлення незалежних параметрів сприяло побудові адекватної моделі прогнозування якості лакофарбового покриття. Це дає можливість організовувати конкурентоздатні системи автосервісу з відновлення лакофарбових покриттів транспортних засобів. A technique has been developed that makes it possible to determine the quality of paintwork in car service systems. This technique is based on the determination of important parameters that describe the technological process of applying a paint coating. Based on the Farrar-Glober algorithm, among the 16 parameters of the system, 8 independent ones affecting the quality of the coating were singled out and their degree of importance was determined. Isolation of independent parameters contributed to the construction of an adequate model for predicting the quality of the paint coating. This makes it possible to organize competitive car service systems for the restoration of vehicle paint coatings.
  • Thumbnail Image
    Item
    Математичне моделювання процесу утворення гранул із сипких матеріалів в грануляторах з кільцевою матрицею
    (ЦНТУ, 2023) Степаненко, С. П.; Тримбач, С. П.; Stepanenko, S.; Trimbach, S.
    На основі механізму та кінетичних закономірностей утворення гранул із сипких матеріалів розроблена математична модель процесу, який відбувається в грануляторах з кільцевою матрицею. Проведені дослідження показали, що процес грануляції сипких матеріалів є стохастичним, оскільки результуючий гранулометричний склад є полідисперсним, і це пояснюється нерівномірним процесом гранулювання, що залежить від фізико-механічних властивостей зв'язуючого матеріалу, безпосередньо від частинок сипкого матеріалу, а також від таких явищ, як коагуляція та руйнування, знос та деформація. Based on the mechanism and kinetic regularities of granule formation from bulk materials, a mathematical model of the process occurring in ring matrix granulators has been developed. The studies have shown that the process of granulation of bulk materials is stochastic, as the resulting granulometric composition is polydisperse, and this is explained by the uneven granulation process, which depends on the physicomechanical properties of the binding material, directly from the particles of bulk material, as well as phenomena such as coagulation and destruction, wear, and deformation.
  • Thumbnail Image
    Item
    Experimental studies and mathematical model of the rapeseed seed drying process
    (ЦНТУ, 2023) Kirchuk, R.; Zabrodotskaya, L.; Haponiuk, T.; Ferents, R.; Кірчук, Р. В.; Забродоцька, Л. Ю.; Гапонюк, І. О.; Ференц, Р. В.
    The article shows the features of the drying oilseed crops technology, in particular rapeseed. The results of laboratory studies on drying rapeseed are presented, and the possibility of mathematical modeling and calculation is considered. Experimental studies of the drying process were carried out and a numerical experiment was carried out to obtain a mathematical model of heat treatment and dehydration of rapeseed in a thin layer. Загалом, до такої олійної культури як ріпак інтерес у світі то збільшується, то знижується – все залежить від зовнішнього ринку та погодних умов. Цедосить поширена культура для вітчизняних елеваторів, тому дослідження процесів післязбирального обробітку ріпаку є актуальним завданням. Метою роботи є дослідити кінетику процесу сушіння насіння ріпаку, описати її теоретично, створити математичну модель і автоматизувати процес розрахунку, що дасть змогу визначити найбільш раціональні початкові параметри сушіння.
  • Thumbnail Image
    Item
    Моделювання процесу митної переробки вантажів при проходженні транспортних засобів через державний кордон України
    (ЦНТУ, 2023) Потаман, Н. В.; Орда, О. О.; Potaman, N.; Orda, O.
    В системах доставки вантажів у міжнародному сполученні все частіше застосовуються логістичні принципи роботи. При цьому важливу роль грає ефективна взаємодія усіх ланок логістичних ланцюгів, в число яких входить й процес митної переробки вантажів. Підвищення конкуренції на ринку вантажних міжнародних перевезень обумовило необхідність виділення процесу митної переробки вантажів у окрему ланку логістичного ланцюга доставки вантажів. Побудовано модель процесу митної переробки вантажів на основі теорії мереж Петрі. Developing a model of the customs cargo handling process that allows making sound technological, design, and management decisions, changing input parameters, and carrying out long-term planning based on information on the occupancy of control points, customs zones of the border customs office, customs teams, throughput capacity of checkpoints, technical means of customs control and communication, types of customs regimes, and standardisation of the duration of all components of customs cargo handling. To develop a model of the customs cargo processing process, it is advisable to use systems of parallel information processing and parallel operation of objects, which include, for example, modelling with the help of Petri nets. The model developed on the basis of Petri nets for describing the customs cargo handling process shows that, in addition to being clear and easy to use, it makes it possible to take into account various probabilistic factors. Having developed a mathematical model of customs processing of cargo when vehicles cross the state border, it can be concluded that along with technological operations (time for customs clearance at the internal customs, time for customs procedures at the checkpoint), there are non-productive operations - downtime (time for waiting for customs clearance at the internal customs, time for waiting for customs procedures at the checkpoint), which significantly affect the time of customs border crossing. The mathematical apparatus of Petri nets will allow to study the dynamics of the system under study and its behaviour under different initial conditions. It has been found that the number of customs control and customs clearance officers has the greatest impact on the time of customs processing of goods. By building a mathematical model based on Petri nets, an effect of 1.11% was achieved. As a result of applying the developed mathematical model of the customs cargo processing process, an effect of 42 minutes was obtained.
  • Thumbnail Image
    Item
    Моделювання витрат та вимірювання електричної енергії електродвигунів
    (ЦНТУ, 2023) Квашук, Д. М.; Ларін, В. Ю.; Філоненко, С. Ф.; Стахова, А. П.; Kvashuk, D.; Larin, V.; Filonenko, S.; Stakhova, А.
    Діяльність з визначення енергоефективності електродвигунів включає кілька етапів робіт. До них належать моделювання експлуатації двигунів за допомогою спеціалізованих програмних продуктів, що дозволяє визначити необхідні параметри споживання електричної енергії, навантаження, та обертальні параметри у різних режимах роботи. Проте, найефективнішим є спосіб отримати реальні робочі характеристики електродвигуна на випробувальних стендах. Це зумовлено багатьма факторами, від механічних несправностей до невідповідності технічних характеристик заявлених виробником. Разом з тим, як для першого, так і іншого способу проблема полягає в оптимізації вимірювального обладнання, що потребує зменшення похибки, збільшення швидкодії та чутливості вимірювальних перетворювачів. До параметрів, які вимагають особливої уваги можна віднести витрати електричної енергії, які в окремих сферах промисловості є вирішальними під час проектування технологічних майданчиків, визначення промислової політики, обсягів виробництва, тощо. У даній статті запропоновано спосіб встановити залежність між цими параметрами, практичне значення якого, в різних режимах роботи електродвигуна дасть можливість оцінити як економічну ефективність електричної машини так і можливі ризики, що пов’язані із безпечною подальшою експлуатацією, строком експлуатації та можливостями створювати необхідні моменти прискорення при заданих навантаженнях. The activity of determining the energy efficiency of electric motors includes several stages of work. These include modeling the operation of engines with the help of specialized software products, which allows you to determine the necessary parameters of electrical energy consumption, load, and rotational parameters in various operating modes. However, the most effective way is to obtain the real operating characteristics of the electric motor on test stands. This is due to many factors, from mechanical malfunctions to inconsistencies in the technical characteristics declared by the manufacturer. At the same time, both for the first and other methods, the problem lies in the optimization of the measuring equipment, which requires reducing the error, increasing the speed and sensitivity of the measuring transducers. The parameters that require special attention include the consumption of electrical energy, which in certain areas of industry is decisive during the design of technological sites, determination of industrial policy, production volumes, etc. This article proposes a way to establish the relationship between these parameters, the practical value of which, in different operating modes of the electric motor, will make it possible to evaluate both the economic efficiency of the electric machine and the possible risks associated with safe further operation, the period of operation and the ability to create the necessary acceleration moments at given loads. As a result of the study of the metrological characteristics of measuring meters, the dependence of their accuracy on instantaneous, impulse loads during the measurement of electrical energy consumption of asynchronous electric motors was established, which made it possible to develop an error correction algorithm based on a new information parameter. This parameter is characterized by the number of instantaneous loads caused by mechanical or inductive factors influencing the operation of electric motors in a certain, fixed period of time. Thus, the direct measurement of the torques of electric motors under the diagnosis of electric energy consumption allows to increase the accuracy of the counters by detecting additional impulse, destabilizing factors of influence.
  • Thumbnail Image
    Item
    Параметричне проектування 3D-моделі кривошипно-шатунного механізму автомобіля з використанням САПР Solidworks
    (ЦНТУ, 2022) Тарандушка, Л. А.; Йовченко, А. В.; Tarandushka, L.; Yovchenko, A.
    Досліджуються основні можливості САПР SolidWorks для параметризації складних механізмів на прикладі кривошипно-шатунного механізму (КШМ), зокрема операції формування об’ємів, методи роботи з ескізами, технології формування складальних одиниць із застосуванням інструментів спряжень. Параметризація дозволить підвищити ефективність розробки та проектування типових механізмів та деталей. При цьому формується параметризована складальна конструкція КШМ в САПР SolidWorks, яка дозволяє швидко перебудовувати деталі КШМ, виконувати розрахунок даних деталей на міцність із підключеним модулем SolidWorks Simulation. The main possibilities of SolidWorks CAD for parameterization of complex mechanisms on the example of crank mechanism (CM), including operations of forming volumes, methods of working with sketches, technologies of forming assembly units using coupling tools are investigated. The use of parameterization will increase the efficiency of development and design of standard mechanisms and parts. At the same time the parametrized assembly design of CM in SolidWorks CAD is formed, which allows to quickly reconstruct CM details, to carry out calculation of the given details on durability with the SolidWorks Simulation module connected. As a result of the analysis the main possibilities of SolidWorks CAD for parameterization of complex mechanisms on the example of CM parameterization are considered. When designing parametric models of CM elements and forming the assembly structure of the CM node, the methods of working with sketches, operations of forming volumes, technologies of forming assembly units with the use of conjugation tools are considered. As a result, a parameterized assembly of the CM in the SolidWorks system is formed, which allows not only to quickly rebuild the parts of the CM, but also to calculate the strength of these parts with the SolidWorks Simulation module connected using the finite element method. That is, with the use of parametric models significantly reduces the cost of product design, reduces computing resources, time ratio simulation - prototyping by automating the calculation process and building a 3D model.
  • Thumbnail Image
    Item
    Моделювання процесу однозернового дозування вакуумним пневмомеханічним висівним апаратом
    (ЦНТУ, 2021) Черновол, М. І.; Свірень, М. О.; Амосов, В. В.; Chernovol, M.; Sviren, M.; Amosov, V.
    Використання математичного моделювання значно прискорює процес досліджень. Розроблено алгоритм та програму в системі MathCAD для імітаційного моделювання процесу відокремлення насінин від циліндричної, конічної та тороїдальної поверхонь присмоктувальних отворів вакуумного пневмомеханічного висівного апарата та падіння їх на дно борозни. Виявлено, що рівномірність розподілу насінин по довжині рядка погіршується зі зменшенням середнього діаметра насінин та збільшення радіуса присмоктувального отвору. При конічній поверхні присмоктувального отвору найвища рівномірність розподілу насінин по довжині рядка досягається при куті конуса γ=60° та максимальному діаметрі dmaxк=(1,7–2,0) rсем. Найвищу рівномірність розподілу насінин по довжині рядка можливо досягти при тороїдальній поверхні присмоктувального отвору, зокрема, при мінімальному радіусі радіального перерізу тора. The aim of this work is to determine the influence of the surface shape and geometric parameters of the suction hole on the uniformity of seed distribution along the length of the row and determine its rational parameters. The use of mathematical modeling significantly speeds up the research process. An algorithm and a program in the Mathcad system have been developed for simulating the process of separating seeds from the cylindrical, conical and toroidal surfaces of the suction holes of a vacuum pneumomechanical sowing device and their fall to the bottom of the furrow. The algorithm is based on the results of previous studies by the authors. Its initial data is the simulation with the help of a generator of random numbers of spherical seed sizes, which are distributed according to the truncated normal law. Each seed undergoes a process of separation from the surface of the suction hole and free fall to the bottom of the furrow. Computer experiments are repeated, changing the average seed diameters, surface type and geometric parameters of the suction hole surface. As a result of statistical processing of the obtained vector of intervals between adjacent seeds at the bottom of the furrow, the mean sample value of the interval between seeds and the standard deviation of the intervals are determined. The last indicator is chosen by the criterion of uniformity of distribution of seeds on length of a line. Graphs of dependence of this indicator on the investigated parameters are constructed. As a result of the analysis of graphs it was found that the uniformity of seed distribution along the length of the row deteriorates with decreasing average seed diameter and increasing the radius of the suction hole. With a conical surface of the suction hole, the highest uniformity of seed distribution along the row length is achieved at a cone angle γ = 60 ° and a maximum diameter dmaxк=(1,7–2,0) rсем. The highest uniformity of seed distribution along the length of the row can be achieved with a toroidal surface of the suction hole, in particular, with a minimum radius of the radial section of the torus.
  • Thumbnail Image
    Item
    Результати дослідження впливу рівномірності розподілу пожнивних решток на глибину сівби та урожайність сільськогосподарських культур
    (ЦНТУ, 2021) Заєць, М. Л.; Zayets, M.
    Встановлено, що підвищення якості розподілу пожнивних решток зернозбиральними комбайнами з подрібнювачами соломи по площі поля в значній мірі впливають на параметри регулювання та забезпечення глибини сівби польових культур та їх врожайність. Отримано математичні моделі та графічні залежності для визначення динаміки врожаю від нерівномірності розподілу решток соломи. Виявлено основні показники роботи зернозбиральних машин та умови, в яких вони використовуються та вплив відповідних факторів на ці показники. Результати практичних досліджень експериментально підтверджені в польових умовах. The purpose of this article is to raise such an important issue as soil moisture retention during agricultural production. Also investigate the influence of methods and means of implementation of works that reduce the loss of precious moisture and the influence of these factors on the dynamics of future harvests, by varying the technological parameters of sowing field crops, such as seed depth, row spacing or sowing method. It is established that improving the quality of distribution of crop residues by combine harvesters with straw shredders over the field area significantly affects the parameters of regulation and ensuring the sowing depth of field crops and their yield. Mathematical models and graphical dependences are obtained to determine the dynamics of the harvest, and as a result of adjusting the technological parameters of the sowing process of field crops, from the uneven distribution of straw residues. The main indicators of grain harvesters operation and conditions in which they are used, and the influence of relevant factors on the technological indicators of laying the future harvest. The results of practical research have been experimentally confirmed in the field. The three most significant factors influencing the change of sowing depth of agricultural crops are determined - x1 width of distribution of crushed straw by combine, S = 9.54 ... 10.86 m; x2 - relative soil moisture, W = 12..14%; x3 - the length of the particle of chopped straw, L = 8.5 ... 10.25 mm. The sowing depth can be reduced h = 26..38 mm after harvesting by the first machine with increasing spreading width, for the second machine - the depth of seed placement should be increased to h = 36..42 mm, due to the uneven distribution of crop residues and reduced humidity soil.
  • Thumbnail Image
    Item
    Розв’язання багатокритеріальної задачі оптимізації системи автосервісу на прикладі «АНТ-АВТО-СЕРВІС», м. Черкаси
    (ЦНТУ, 2021) Тарандушка, Л. А.; Костьян, Н. Л.; Тарандушка, І. П.; Tarandushka, L.; Kostian, N.; Tarandushka, I.
    Досліджується проблема визначення раціональних режимів функціонування системи автосервісу на макрорівні. Здійснено математичну постановку задачі оптимізації для вирішення даної проблеми, що дозволило визначити показники соціально-економічної ефективності до та після оптимізації підприємства та розрахувати критерій доцільності її впровадження на прикладі «АНТ-АВТО-СЕРВІС», м. Черкаси. Результати дослідження пропонується застосовувати в процесі реорганізації систем автосервісу на макрорівні. The paper investigates the problem of determining the rational modes of operation of the car service system at the macro level in the process of solving the multicriteria problem of optimizing the technological processes of the system to achieve the maximum level of socio-economic efficiency of the car service and minimum losses of customers taking into account the characteristics and limitations of its functional elements. Mathematical dependences have been developed to calculate the efficiency function of the car service system in general, which takes into account nineteen morphological features of the system and the annual costs of customers who are consumers of the offered car service. In order to solve this problem, a mathematical formulation and implementation of the problem of nonlinear programming, multicriteria model of which takes into account constraints imposed on the seven basic parameters. A method for determining the feasibility of implementing optimization measures has been developed and a block diagram of the algorithm according to its stages has been constructed. Indicators of socio-economic efficiency before and after optimization of technological processes are determined and the criterion of expediency of realization of optimization programs on the example of specialized system of car service "ANT-AUTO-SERVICE", Cherkasy is calculated. During the calculations of the predicted values of socio-economic efficiency, the values for the previous periods were used and the optimal values of the system parameters were calculated. The results of testing indicate the feasibility of optimizing the work of this enterprise. It is projected that the annual efficiency of the specialized car service system will increase by UAH 2,486,465. The results of the study can be used in the decision-making process on the feasibility of optimizing the car service system at the macro level. Further research will focus on the formulation and implementation of mathematical models for the optimization of car service systems at the micro and meta levels.
  • Thumbnail Image
    Item
    Математическое симулирование энергетических и экономических параметров двигателя 4DC-125/110 работающего на различных видах топлива на основании теплового расчета
    (ЦНТУ, 2019) Дикий, А. А.; Воляк, П. С.; Банарь, Э. П.; Дикий, О. А.; Банарь, Е. П.; Dichii, А.; Voleac, P.; Banari, E.
    В статье представлена математическая модель теплового расчета двигателей с воспламенением от сжатия. В качестве примера выбрана конкретная модель 4DC-125/110, на основе которой определены энергетические и экономические показатели двигателя для питания альтернативными видами топлива с целью выявления наилучших результатов. Использование результатов теоретического анализа на практике позволит более эффективно и обоснованно подходить к выбору топлива для дизельных двигателей внутреннего сгорания. У статті наведено математичну модель теплового розрахунку двигунів із запалюванням від стиснення. Як приклад обрано конкретну модель 4DC-125/110 на основі якої визначені енергетичні та економічні показники двигуна для живлення альтернативними видами палива з метою виявлення найкращих результатів. Використання результатів теоретичного аналізу на практиці дозволить більш ефективно і обґрунтовано підходити до вибору палива для дизельних двигунів внутрішнього згоряння. The aim of this work is to perform thermal calculation for the engine model 4DC-125/110. Thermal calculation of an engine that runs on various types of fuel allows the assessment of economic and energy parameters. Using the results of theoretical analysis in practice will allow a more efficient and justified approach to the choice of fuel. To obtain a mathematical model of the thermal calculation of a diesel engine, the initial parameters were adopted: engine speed, number of cylinders, compression ratio, engine displacement, pressure and ambient temperature, pre-heating of the mixture, manifold pressure, exhaust gas temperature, pressure increase degree, excess air coefficient, heat utilization coefficient, indicator completeness coefficient and fuel energy power . At the same time, the following were considered as fuel: clean diesel, mixtures of diesel with methane, diesel with biofuel, and also a mix of methane and biofuel. The proportions of the components were, respectively, 80% to 20%. The dependences of the influence of the quantitative and qualitative composition of the fuel on the indicator and effective efficiency, specific fuel efficiency, torque and engine power are obtained. The graphical dependence of the influence of the quantitative and qualitative composition of the fuel on the effective engine power is shown, from which it follows that the lowest indicator has an engine that runs on a mixture of biofuel and methane, as well as diesel and biofuel. Based on the mathematical model of thermodynamic calculation for the selected engine and simulation of its characteristics for it supplying by various fuel mixtures with traditional is obtained that the effective power is reduced with 16,6% (49 kW) from the factory’s power if 20% of the mass of diesel fuel are substitution by methane; accordingly, in the case of substitution of 20% traditional fuel by biofuel is observed a power’s decrease with 2,38% (57,4 kW) and for the last case is obtained a 25% (43,9 kW) decrease if fuel mixture are made by 80% of biofuel and 20% of methane. Drawing a parallel between the effective power and economic characteristics of the engine, which are reflected in the specific fuel consumption and efficiency, it is clearly seen that the most economical case is obtained when the engine is supplying with a combustible mixture of diesel fuel and methane, when it work on the so-called thermodynamic gas-diesel cycle.