Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
12 results
Search Results
Item Технологічна пошкоджуваність конструкцій, виготовлених методом 3D-друку(ЦНТУ, 2025) Тимошенко, О. В.; Мусієнко, О. С.; Демешко, Я. В.; Tymoshenko, O.; Musiienko, O.; Demeshko, Ya.У роботі досліджуються аспекти технологічної пошкоджуваності конструкцій, виготовлених за допомогою адитивних технологій, зокрема методом 3D-друку. Основною метою дослідження є аналіз впливу параметрів друку, зокрема ступеня заповнення, на механічні властивості матеріалу PLA, що є одним з найбільш популярних матеріалів для 3D-друку. У роботі детально розглянуто, як ступінь заповнення конструкцій, який варіюється від 20% до 100%, впливає на їх механічні характеристики, зокрема на межу міцності, модуль Юнга та деформацію при руйнуванні. Для дослідження було проведено експериментальні випробування на розтяг зразків PLA з різними відсотками заповнення. У результаті випробувань було виявлено, що з підвищенням ступеня заповнення конструкцій матеріал показує зростання жорсткості та міцності, однак на певних етапах цей ефект перестає бути лінійним. Найвищі значення механічних характеристик були зафіксовані при 100% заповненні, однак зменшення ступеня заповнення призводило до значного зниження міцності матеріалу, особливо при 20% заповненні, де було зафіксовано значну деформацію при менших навантаженнях. Це вказує на значний вплив внутрішньої структури матеріалу на його експлуатаційні характеристики, що повинно бути враховано при проєктуванні конструкцій для конкретних цілей. This paper investigates aspects of technological damage to structures made using additive technologies, in particular, 3D printing. The main objective of the study is to analyze the effect of printing parameters, in particular the degree of filling, on the mechanical properties of PLA material, which is one of the most popular materials for 3D printing. The paper discusses in detail how the degree of filling of structures, which varies from 20% to 100%, affects their mechanical characteristics, in particular, tensile strength, Young's modulus, and fracture strain. To investigate this, experimental tensile tests were conducted on PLA samples with different percentages of filling. The tests revealed that with an increase in the degree of filling of the structures, the material shows an increase in stiffness and strength, but at certain stages this effect ceases to be linear etc.Item Визначення запасу міцності деталей при нестандартній зміні напружень(ЦНТУ, 2024) Невдаха, Ю. А.; Пукалов, В. В.; Пирогов, В. В.; Невдаха, Н. А.; Васильковський, М. О.; Nevdakha, Yu.; Pukalov, V.; Pirogov, V.; Nevdakha, N.; Vasylkovskyi, M.В сучасному машинобудуванні широко використовують машини, механізми, верстати та інше обладнання, яке працює при змінних навантаженнях. Під час виконання роботи від дії змінних навантажень в деталях машин відповідно виникають і зміні напруження. Невірно визначений запас міцності деталей при нестандартній зміні напружень призведе до поломок та руйнування, а також і аварій машин. Таким чином виникає необхідність в більш точному визначенні запасу міцності у деталях, в яких максимальні напруження циклу, змінюються за ступінчастим законом. In modern mechanical engineering, the search for machines, mechanisms, machine tools and other equipment that works under variable loads is widely conducted. During work from the actions of variable loads in machine parts according to the result and changes in stress. Incorrectly defined margin of safety of parts with non-standard changes will lead to breakdowns and destruction, as well as machine accidents. Thus, a more precisely defined safety margin is required in parts in which the maximum stress cycles vary according to a step law. The purpose of the article is to study the processes of a non-standard mode of voltage change, which change according to a step law and receive the number of cycles after which the destruction of the part occurs. The task takes place in the investigated values of the equivalent stress, according to the parameters of which the coefficient of production of the safety margin under the action of non-standard stresses.Item Дослідження динамічних навантажень рами фронтального навантажувача з використанням комп’ютерних 3D моделей у середовищі Siemens NX(ЦНТУ, 2023) Щербак, О. В.; Сумінов, А. В.; Хачатурян, С. Л.; Sherbak, О.; Suminov, А.; Khachaturyan, S.У статті запропоновано нове рішення з проведення аналізу міцності рами фронтального навантажувача на стадії проєктування за допомогою комп’ютерних 3D моделей у середовищі Siemens NX. Даний метод дозволяє не створювати нову модель рами в металі у натуральну величину для проведення випробувань. Відповідно до запропонованого методу достатньо виконати масштабовану спрощену модель майбутньої рами, провести випробування на міцність та запропонувати конструктивні зміни щодо розробки раціональних параметрів. Такий метод дозволяє суттєво скоротити витрати на матеріали, виробництво та час виготовлення нових виробів. When designing new construction and road machines, a variety of CAD and CAE computer programs are used. The designer has the ability to set certain strength properties of the future structure using finite element calculations, and after the first prototype is made, the moment comes when it needs to be tested for loads applied during technological operations to confirm the preliminary strength calculations. The goal of this work is to compare the test results of 3D models of two load-bearing systems of the T-156B loader, one of which is the original and the other a fivefold reduced copy. The result of the comparison is a reduction factor, the calculation of which will allow us to determine how and how many times the load is reduced when scaling 3D models. Previous work on this topic was done in the Ansys calculation complex, but the long process of calculating the task, importing, and complex process of configuring the model forced us to switch to a faster Siemens NX software complex. This software package has a clear and simple interface while performing calculation tasks much faster than Ansys. In this work, similarity coefficients were calculated for two more common cases of forklift operations: moving a full bucket over an uneven surface and colliding with an obstacle while filling the bucket. Thus, knowing these coefficients, it can be assumed that when modeling a new load-bearing system, by making a reduced copy of it in the appropriate scale and testing it for loading by means of computer modeling, or by conducting field tests, it is possible to calculate what loads will affect the model with natural dimensions. The article proposes a new solution for analyzing the strength of load-bearing systems at the design stage using the theory of similarity. This method makes it possible not to create a full-size model of a new loadbearing system (frame) in metal for testing. In accordance with the proposed method, it is enough to make a scaled simplified model of the future load-bearing system (frame), conduct strength tests and, in accordance with the similarity coefficient, calculate what loads will affect the full-size load-bearing system. This method can significantly reduce the cost of materials, production, and manufacturing time for new products.Item Уточнений розрахунок котків фрикційних механізмів(ЦНТУ, 2022) Невдаха, Ю. А.; Дубовик, В. О.; Пукалов, В. В.; Невдаха, Н. А.; Можейко, Д. В.; Nevdakha, Yu.; Dubovyk, V.; Pukalov, V.; Nevdakha, N.; Mozheiko, D.Робота фрикційних механізмів заснована на використанні сил тертя, які виникають між його рухомими ланками. Оскільки фрикційні механізми працюють на основі використання сил тертя, то в першу чергу слід визначити величину нормального тиску між котками, необхідну для передачі заданого обертового моменту. Тому в роботі розглядаються і уточнюються кінематичні розрахунки, геометричні і силові параметри варіаторів. Виконується дослідження впливу силових параметрів на працездатність фрикційних передач різних типів та забезпечення їх довговічності. Пропонуються нові підходи до вирішення цих задач. Приводяться рекомендації щодо вибору матеріалів фрикційних котків. As is known, friction mechanisms are used to convert rotational motion between parallel shafts or whose axes intersect with a constant or variable gear ratio. In the latter case, they are called variators. The operation of friction mechanisms is based on the use of friction forces that occur between its moving parts. Since the mechanisms under consideration work on the basis of the use of friction forces, it is clear that first of all it is necessary to determine the amount of normal pressure between the rollers required to transmit a given torque. Therefore, the work unravels and refines the kinematic calculations, geometric and force parameters of the variators. A study of the influence of force parameters on the performance of friction gears of different types and ensuring their durability. New approaches to solving these problems are proposed. Recommendations for the choice of friction roller materials are given. It is stated that the materials for friction rollers must have a high coefficient of friction, contact strength, wear resistance, as well as a high modulus of elasticity to reduce the elastic slip of the rollers.Item Оцінка міцності поршневих пальців, відновлених за рахунок роздачі внутрішнього отвору(ЦНТУ, 2022) Немировський, Я. Б.; Шепеленко, І. В.; Красота, М. В.; Nemyrovskyi, Ya.; Shepelenko, I.; Krasota, M.Одним із найбільш прогресивних методів відновлення поршневих пальців ДВЗ є роздача внутрішнього отвору, що забезпечує збільшення зовнішнього діаметра зношеного пальця. У процесі подальшої обробки виконується знімання припуску із зовнішньої поверхні, що викликає витончення стінки та необхідність проведення розрахунків на міцність пальця. В роботі виконані перевірочні розрахунки міцності пальців двигунів Д245. При цьому використана схема із жорстким закріпленням вільних кінців, для чого розраховано статично невизначену балку. Виконано експериментальну перевірку аналітичних розрахунків. Проведені дослідження дозволили встановити, що використання роздачі отвору при відновленні поршневих пальців не змінює міцність та геометричні характеристики деталі. Це дозволило рекомендувати дану технологію при відновленні робочих поверхонь поршневих пальців. One of the most progressive methods of proceeding in the piston fingers of engines of internal combustion there is distribution of the internal opening that provides the increase of external diameter of threadbare finger. In the process of further treatment the output of assumption is executed from an external surface that causes reduction walls and necessity of realization of calculations on durability of finger. The aim of researches is realization of calculation on durability of piston fingers of engines of internal combustion, treat the deforming reaching. It is considered existing methodologies of estimation of durability of finger. The checking calculations of durability of fingers of motor-vehicle and tractor engines are in-process executed. Thus used chart with the hard fixing of free ends, for what an indefinite beam is expected static. The terms of fixing of finger are analysed in a piston. Verification of analytical calculations executed on the experimental setting. Realization of research allowed to set next conclusions: 1. Methodology of calculation is improved on durability of piston fingers. The use of an offer methodology allowed to execute checking calculations on durability of piston fingers of motor-vehicle and tractor engines. 2. Experimental verification of theoretical positions allowed to assert about correctness offered approach near a calculation on durability. 3. The executed analytical calculations and experimental researches showed that using of method of distribution of the internal opening for proceeding in piston fingers not substantially influenced on their durability and geometrical descriptions. It allows to recommend this technology for proceeding in this class of details.Item Дослідження напруженого стану багатоцільового змінного бульдозерно-захватного робочого обладнання(ЦНТУ, 2021) Пантелеєнко, В. І.; Червоноштан, А. Л.; Пушенко, В. А.; Карпушин, С. О.; Panteleenko, V.; Chervonoshtan, A.; Pushenko, V.; Karpushyn, S.В статті представлено змінне робоче обладнання на базі мобільного шарнірно-зчленованого колісного шасі високої прохідності, а саме бульдозерний відвал в поєднанні із захватним пристроєм для виконання різних робочих операцій, та проведено дослідження напруженого стану найбільш відповідальних елементів робочого обладнання в програмному середовищі «SolidWorks». Дослідження проведені в межах діючих навантажень та прийнятого матеріалу для їх виготовлення, а також визначена кількість циклів навантаження до втрати цими елементами тривкісної стійкості за межею плинності матеріалу. Дослідження напруженого стану елементу робочого обладнання показало, що при статичному навантаженні в межах 710 кН, матеріал робочого обладнання та його конструкція витримують навантаження по всім критеріям програми «SolidWorks». Дослідження при різній кількості циклів навантаження показали, що деталь витримує при даному матеріалі приблизно 1000000 циклів навантаження, а для виготовлення елементів робочого обладнання доцільно використовувати сталь 10ХСНД. The article is devoted to the development and presentation of the design of changeable, bulldozer-gripping, multi-purpose work equipment for the mobile hinge-united wheeled chassis of high passability, modeling the load on work equipment within the software "SolidWorks" to optimize process or to check geometric and weight parameters in order to justify the material for long-term resistance. The changeable working equipment on the basis of the mobile hinge-united wheeled chassis of high passability, namely the bulldozer dump in combination with the gripping device for performance of a wide range of working operations is presented. Changeable work equipment provides: - development and movement of soils of I-III categories at a distance of up to 100 m, digging up and backfilling of trenches and ditches; - forming of embankments, cutting of terraces, performance of planning, cleaning and preparatory works by the main dump; - capture, fixing and transportation of goods; - loosening of soils of IV-V categories; - uprooting of stumps; - extraction and movement of boulders; - installation and dismantling of vertical elements (racks, pillars), horizontal long elements (curb, paving slabs, pipeline elements,…). Also the study of the stress state of the most responsible elements of the working equipment was carried out in the software environment "SolidWorks" within the existing loads and the accepted material for their manufacture. The number of load cycles before the loss of these elements of long-term resistance beyond the yield strength of the material was determined. The conducted researches allowed to establish: - when modeling the stress state of the element of working equipment (clamping frame) in the environment "SolidWorks" at static load within 710 kN, the clamping frame material and its design withstand working loads according to all criteria of the program "SolidWorks": fatiguing destruction, loss of stability, margin of strength, deformation and displacement that occur under load. The load acting on this element in the process of work was determined using the formed calculation schemes and standard methods; - the design of the clamping frame made of steel 10HSND withstands without signs of destruction of about 1,000,000 load cycles. A further increase in the number of load cycles leads to the destruction of this structural element; - for the manufacture of elements of working equipment, it is advisable to use steel 10HSND. More durable grades of steel are inexpedient from an economic point of view, and steels with a yield strength of less than 390 H/mm2 do not have a sufficient margin of safety.Item Технологічні особливості виготовлення дискових робочих органів ґрунтообробних та посівних машин(ЦНТУ, 2020) Кропівний, В. М.; Свірень, М. О.; Кузик, О. В.; Амосов, В. В.; Козловський, М. А.; Kropivny, V.; Sviren, M.; Kuzyk, O.; Amosov, V.; Kozlovsky, M.; Кропивный, В. Н.; Свирень, Н. А.; Кузык, А. В.; Козловский, Н. А.Провідні світові виробники досягають високих показників зносостійкості та міцності дисків з борвмісних сталей як їх хімічним складом, так і вибором раціональної технології термічної обробки. Експериментальні дослідження зразків деталей зі сталі марки 30MnB5 дозволили визначити, що для досягнення максимальних значень твердості достатньо нагріву протягом 15 хвилин до температури 850º С та гартування у воді. Щоб запобігти зниженню твердості та забезпечити необхідну пружність та в’язкість дисків, рекомендується відпускання при температурі 180º С. Розроблено технологічний процес та виробничу дільницю виготовлення сферичних дисків. The purpose of this study is to improve the technology of manufacturing spherical disk working bodies of tillage machines to increase their wear resistance and strength. The world's leading manufacturers achieve high wear resistance and strength of discs made of boron-containing steels both in their chemical composition and the choice of rational heat treatment technology. Experimental studies of 30MnB5 steel parts revealed that heating for 15 minutes to a temperature of 850°C and quenching in water was sufficient to achieve maximum hardness values. To prevent hardness reduction and to ensure the necessary elasticity and viscosity of the discs, it is recommended to temper at a temperature of 180°C and combine with heat before painting with powder paint. The application of cutting blanks with cutting of depressions along the outer contour of the disk and internal holes on the laser machine, as well as the formation of the finished shape of parts in the process of hot stamping and subsequent heat treatment in quenching dies. 1. The market of disk working bodies of tillage and sowing machines is studied, technological processes of manufacturing of which it is expedient to improve. 2. Theoretical and experimental study of the structure, structure and material properties of samples of spherical disks of imported agricultural machinery. The choice of 30MnB5 pine steel for their production is substantiated. 3. The improved technological process of manufacturing spherical disks is developed. It is recommended to form them by hot stamping in cold dies and intensive hardening in a water bath. 4. The project development of the section of production of disk working bodies of tillage and sowing equipment is carried out. Ведущие мировые производители достигают высоких показателей износоустойчивости и прочности дисков из борсодержащих сталей как их химическим составом, так и выбором рациональной технологии термической обработки. Экспериментальные исследования образцов деталей из стали марки 30MnB5 позволили определить, что для достижения максимальных значений твердости достаточно нагрева на протяжении 15 минут до температуры 850º С и закалки в воде. Чтобы предотвратить снижение твердости и обеспечить необходимую упругость и вязкость дисков, рекомендуется отпуск при температуре 180º С. Разработан технологический процесс и производственный участок изготовления сферических дисков.Item До розрахунку міцності різьбових з’єднань(КНТУ, 2016) Невдаха, А. Ю.; Дубовик, В. О.; Nevdaha, А.; Dubovik, V.В статті проведені дослідження метричних різьбових з’єднань, які дозволяють розраховувати коефіцієнт повноти різьби. Це дає можливість збільшити міцність різьбових з’єднань і, як результат, підвищити надійність вузла і машини в цілому. В розрахунках враховували, що сила розподілена по поверхні витка і прикладена в центрі ваги його робочої поверхні. При цьому враховували зусилля, яке руйнує тіло болта, а також силу зрізу різьби болта і зусилля зрізу витка гайки. З отриманих рівнянь зрізу для витків болта і гайки визначили коефіцієнт повноти різьби. В результаті проведених досліджень були отримані умови рівноміцності стержня болта і різьби гайки. Із співвідношень для метричних стандартних різьб і однакових матеріалів болта та гайки визначили висоту гайки, яка відповідає висоті стандартних гайок. The paper studies metric threaded connections which allow to calculate the coefficient of completeness thread. This makes it possible to increase the strength of threaded connections and as a result increase the reliability of the site and the car in general. The calculations take into account that the force is distributed over the surface of the coil and attached to the center of gravity of its working surface. This took into account the efforts that destroys the body bolt and screw thread cut power and effort slice spiral nuts. From these equations for cut turns the bolt and nut factor determined completeness thread. As a result of the research were obtained conditions rivnomitsnosti rod bolt and nut thread. With relations for metric standard thread and the same material bolt nuts and nut height determined which corresponds to the height standard screws.Item Дослідження міцності елементів різьби(КНТУ, 2006) Невдаха, Ю. А.; Маломуж, Г. І.; Хіоні, В. З.В статті проведений аналіз причини руйнування елементів різьби болтових з’єднань пов’язаного з впливом відношення висоти гайки до діаметра гвинта L/d та діаметра гвинта до кроку різьби d/S. In the article there is the conducted analysis of reason of destruction of elements of screw-thread of screw-bolt connections of related to influencing relation of height of nut to the diameter of screw L/d and diameter of screw to the step of screw-thread d/S.Item Методологічні аспекти використання обчислювальної техніки в курсі будівельної механіки(КНТУ, 2010) Портнов, Г. Д.; Дворніченко, А. П.В статті обговорюються проблеми, що виникають при використані комп'ютерних технологій в курсі будівельної механіки при підготовці інженерів-будівників.