Вісник СНУ ім. В. Даля № 5(275)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Вибір моделі зчеплення для моделювання динамічної поведінки локомотивів.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Ковтанець, М. В.; Цигановський, І. О.; Сергієнко, О. В.; Ноженко, В. С.; Ковтанець, Т. М.; Kovtanets, M. V.; Tsyganovskiy, I. O.; Sergienko, O. V.; Nozhenko, V. S.; Kovtanets, T. M.У статті проведено огляд основних моделей, що застосовуються у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів. Детально розглянуто, що обчислення дотичних сил у контакті «колесо-рейка» при моделюванні динаміки рейкових екіпажів може здійснюватися трьома способами: «швидкі» алгоритми, апроксимація аналітичних рішень, чисельних експериментів чи експериментальних даних, використання розрахованих наперед довідкових таблиць. Авторами було розроблено програму VDEUNU CONTACT, оскільки обчислення у даній програмі є досить трудомісткими, програма використовується для упорядкування довідкових таблиць. Проведено дослідження методів розв'язання тангенціальної задачі у сучасних програмних комплексах моделювання динаміки рейкових екіпажів та побудована інформаційна таблиця. Побудовані криві зчеплення, розраховані за допомогою різних методик для одних і тих самих умов контактування. Значення критичного ковзання, отриманого з допомогою програм FASTSIM, дорівнює приблизно 0.03%, тоді як експериментально отримане значення становить близько 2,5 %. Після зриву в буксування коефіцієнт зчеплення у всіх теоріях, крім Мінова і VDEUNU CONTACT вважається константою, тоді як у реальних умовах спостерігається падіння коефіцієнта зчеплення. Проаналізовано можливість застосування різних моделей зчеплення для моделювання динаміки рухомого складу в режимах вибігу та тяги, порівняння моделей проводилося для нових профілів колеса та рейки при нульовому бічному віднесенні колісної пари. Отримані під час використання довідкових таблиць результати, сформовані за допомогою програми VDEUNU CONTACT, порівнювалися з результатами, отриманими під час використання алгоритму FASTSIM, свідчать про те, що незважаючи на незначні кількісні відмінності, можна говорити, що якісно отримані результати збігаються. Також у роботі розглядався рух локомотива в режимі тяги на прямій ділянці шляху довжиною 1200 м з різним фрикційним станом рейок (сухі і вологі). По результатам моделювання видно, що за відсутності обурень з боку траєкторії руху колісної пари при моделюванні за допомогою алгоритму FASTSIM практично збігаються за різних фрикційних умов, і спостерігається стійкий рух локомотива. У той же час при моделюванні за допомогою програми VDEUNU CONTACT рух є нестійким і характер взаємодії колісної пари зі шляхом суттєво відрізняється при сухих та вологих рейках.Item Концепція та реалізація комплексної реновації і регенерації гумотехнічних виробів, олій та композитів залізничного транспорту з отриманням нових якостей матеріалів.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Могила, В. І.; Ковтанець, М. В.; Морнева, М. О.; Ковтанець, Т. М.; Mogila, V. I.; Kovtanets, M. V.; Morneva, M. O.; Kovtanets, T. M.Робота присвячена створенню наукової теорії концепції та закономірностей пов’язаних з переробкою промислових відходів залізничної галузі – ГТВ (гумовотехнічних виробів), олії і мастил, накладок пантографів, гальмових колодок, обґрунтуванню їх екологічної небезпеки та розробці комплексних способів реновації, регенерації, утилізації для мінімізації антропогенного впливу на навколишнє середовище. Аналіз сучасного стану застосування технологій реновації, регенерації ГТВ, олій вуглевмісних полімерів, теоретичне та експериментальне дослідження властивостей відпрацьованих матеріалів, температури, вмісту води та інших параметрів, вплив локального охолодження високочастотних (ВЧ) і понад високочастотних (ПВЧ) електромагнітних полів відпрацьованих матеріалів, використання озону для інтенсифікації деструкції гумо-технічних виробів, що дозволить розробити екологічно безпечні способи регенерації, реновації та утилізації ГТВ різного складу і терміну зберігання. Запропоновано спосіб отримання рідкого та газоподібного палива з відходів гумо-мастильних матеріалів, в якому заключне блок інноваційних технічних рішень, а саме: збудженням ультразвукових коливань для руйнування гумових відходів; розігрів металевих корд наведенням току високої частоти; збудження електромагнітних коливань корду; озон в піролізній камері для покращення розчину гуми та утворення однорідної суміші. Встановлено, що під дією озону відбувається швидке окислення гумових відходів у зв’язку із руйнуванням міжмолекулярних та внутрішньо-молекулярних зв’язків. Тому, при наявності на поверхні гуми мікротріщин (кількість яких значна для відпрацьованих шин), насамперед починається атака озоном тих молекул, які розташовані у вершинах тріщин, що приводить до швидкого розростання тріщин і розпаду матеріалу на шматки з порівняно гладкими поверхнями. У випадку озонної атаки, поверхні шматків, що утворилися, окислені, тобто на поверхнях знижується молекулярна маса й з'являються киснево-містящі продукти окислювання гуми. Паралельно з поданням озону та ультразвуку включають по черзі електромагніти, які створюють еле- ктромагнітне поле; металевий корд (входить до складу гуми) по черзі рухається від одного магніта до іншого. Електромагніти активізують рух суміші. Таким чином досягається розчинення гуми, відділення її від металевої частини та високоефективне перемішування.Item The use of the multivariate antiskid sensor to gain maximum trailed load of the rolling stock.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Mogyla, V. I.; Morneva, M. O.; Kovtanets, M. V.; Могила, В. І.; Морнева, М. О.; Ковтанець, М. В.The article examines the use of the antiskid sensor to gain maximum trailed load. Skidding means the slip of wheels of a vehicle (tram, railway carriage) along the bearing surface (road, rails) where the linear speed of the wheel surface is lower than the speed of the bearing surface towards the vehicle. The wheel slip occurs during braking. It is caused by the excess braking force over the traction with the bearing surface. Skidding of rail vehicles leads to the wear-out of locked wheels in the place of their contact with the rail and to the flat area on the wheel tire. To prevent skidding of railway vehicles, one should regulate the braking force, depending on the load, using the cargo automatic mode or apply systems and devices of antiskid and nonskid equipment of vehicle units. The system for gaining maximum trailed load by attaching rail vehicles to the electric drive should have a skidding detection device (tram, railway carriage). At specified parameters of the engine and traction converter, the coefficient of transmission and the time constant of the nonskid device are chosen in case of steadiness. For this purpose, one linearizes the system and builds the stability area in plane of the specified parameters using the Ddecomposition method. The final choice of the coefficient of transmission and the time constant is made so that the system will be less subject to fluctuations and the slip speed will be as resilient as possible. The system for gaining maximum trailed load by attaching rail vehicles to the electric drive will be optimized by its supplementing with corresponding technical means that can include the use of the multivariate antiskid sensor. Contemporary antiskid devices involving quick-response electronic equipment will allow not just preventing wheel failures but also increasing the adhesive coefficient in contaminated areas of the route. The use of the multivariate antiskid sensor will allow obtaining a more informative useful signal in order to expand the functional capacity of the sensor, increase the reliability of its operations, which will ensure maximum trailed load of the rolling stock.Item Використання математичної моделі для оптимізації динамічних параметрів процесів виробництва аміаку.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Куліков, Д. О.; Купіна, О. А.; Лорія, М. Г.; Целіщев, О. Б.; Kulikov, D. O.; Kupina, O. A.; Loria, M. G.; Tselishchev, O. B.У роботі розглядається питання розробки математичної моделі, яку можна застосовувати як для оптимізації технологічного процесу, так і для автоматизованої системи регулювання. Переваги такого підходу наступні: він грунтується на об’єктивних даних, що формує сам об`єкт керування; достатньо проста реалізація такого підходу; отримання адекватної і точної математичної моделі. Дослідження проводиться для оптимізації технологічного процесу та автоматизованої системи регулювання, що розглядається. Адаптація моделі буде забезпечувати ефективність обох стратегій керування. Для досягнення оптимальної динамічної моделі вирішувалися наступні завдання: - була розроблена інформаційно-логічну схему взаємозв’язків між параметрами технологічного процесу, що розглядається; - складена математичні моделі газового реактору за концентрацією цільового компонента та за температурою. Отримана динамічна модель дозволяє адекватно описати характер зміни параметрів у діапазоні, які значно перевищує регламентні границі. Це особливо важливо при застосуванні її в системах контролю безпеки реактора й технологічних тренажерах. В результаті досліджень встановлено, що урахування в моделі процесу хімічної реакції дозволяє контролювати такий складний параметр як зміна активності каталізатора. Це характеристика здатності каталізатора прискорювати хімічну реакцію. Каталітична активність визначається як різниця між швидкостями однієї і тієї ж реакції в даних умовах за присутності каталізатора та без нього або як відношення цих швидкостей. Каталітична активність залежить від природи та кількості активних центрів, які беруть участь в каталітичному процесі. В ідеальному випадку, коли всі активні центри каталізатора беруть участь у каталізі, каталітична активність — максимальна кількість молекул, що прореагували на одному активному центрі за одиницю часу. Цей показник є дуже важливим при визначенні необхідності адаптації моделі. Адаптація моделі одночасно забезпечує її адекватність як у системі оптимізації, так і у автоматизованої системі регулювання. Що є суттєвою перевагою, бо дозволяє використовувати одну математичну модель в декількох випадках, що, в свою чергу, є більш доцільним з економічної точки зору.Item Скрипти при автоматизації розробки креслеників в AutoCAD.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Карпюк, Л. В.; Давіденко, Н. О.; Лорія, М. Г.; Гурін, О. М.; Karpyuk, L. V.; Davydenko, N. O.; Loriia, M. G.; Gurin, О. М.У даній статті розглядається поняття скриптів при автоматизації розробки креслеників у графічному редакторі AutoCad. Однією з переваг використання AutoCAD і вертикальних рішень на його основі є можливість автоматизації операцій або дій, що часто повторюються. Один із найпростіших способів автоматизації процесів у AutoCAD – написати скрипт або сценарій. У цій статті ми розглянемо, як створювати сценарії для AutoCAD. Що ж таке сценарій? З точки зору комп'ютерної термінології, сценарій – це програма, яка виконується без втручання користувача. Для AutoCAD файл скрипта - це текстовий файл у кодуванні ASCII, який містить набір інструкцій для командного рядка AutoCAD. Так само, як актор грає свою роль, слідуючи сценарію, так і AutoCAD слідуючи сценарію здатний виконувати послідовність заданих у цьому сценарії дій. Файли сценаріїв для AutoCAD мають формат *.scr. Перш ніж автоматизувати процес, його потрібно описати. Щоб AutoCAD міг виконати необхідні дії, попередньо треба виконати ці дії самостійно і записати їх послідовність. А потім описати цю послідовність у сценарії. Таким чином, кожен сценарій, що запускається, виконує певне завдання, є індивідуальним для кожного кресленика. Тобто текст сценарію – це лише результат обробки конкретних вихідних даних, а *.scr-файл – лише проміжна ланка, що зв'язує програму, в якій пишеться сценарій, з AutoCAD. Скрипти AutoCAD можна використовувати для автоматизації багатьох завдань. Можна використовувати сценарій для додавання стандартних шарів або стилів до кресленика. Можна написати сценарій для оновлення основного напису кресленика. І, звичайно ж, можна адаптувати сценарій для автоматизації друку кресленика. Якщо провести аналіз процедур, що виконуються конструктором при оформленні своєї роботи, то можна побачити, що всі вони дотримуються суворих алгоритмів, в основу яких покладено загальноприйняті методики (норми проєктування), а також вимоги різних нормативних документів. Наявність таких формалізованих алгоритмів відкриває шлях автоматизації проєктних робіт із використанням персональних комп'ютерів. Основна проблема полягає у передачі даних з розрахункових програм у графічні, а вбудовані розрахункові модулі, як правило, не мають можливості модифікації під завдання, що вирішуються конкретним користувачем. У поданій статті розглядаються способи подібної передачі з розрахункових програм в графічні. Вирішення цього завдання наводиться на прикладі конкретної програми. Також у статті йдеться про те, що скрипти написані для AutoCAD працюють і в інших додатках на базі AutoCAD. Крім того використовуючи пакетну обробку файлів, можна обробляти кресленики цілими партіями.Item Методи вивчення високотехнологічних дисциплін.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Карпюк, Л. В.; Давіденко, Н. О.; Ганжа, С. А.; Гезеві Абдалхалех Гома Ахмед; Karpyuk, L. V.; Davydenko, N. O.; Ganzha, S. A.; Gezevi Abdalhaleh Goma AhmedУ статті розглядаються питання та проблеми навчання студентів, з якими вони зустрічаються під час вивчення високотехнологічних дисциплін. У вищих навчальних закладах (ВНЗ) в сучасних умовах потрібен новий підхід до підготовки студентів різних рівнів навчання − якісний, технологічний. До підготовки фахівців галузі знань «Автоматизація та приладобудування» висуваються підвищені вимоги. Зважаючи на умови традиційної освіти, реалізація цих вимог пов'язана з певними труднощами. Впровадження високотехнологічних дисциплін в навчання дозволяє досить швидко розробляти та пропонувати студентам різноманіття варіантів індивідуальних завдань за великою кількістю тем з урахуванням рівня початкової комп'ютерної підготовленості студентів. При правильному підході САПР може бути прекрасною основою запровадження у освітній процес проєктного способу навчання. Суть його полягає в тому, що викладач задає вихідні дані та формулює заплановані результати навчальної задачі. Студенти самі намічають проміжні завдання, шукають шляхи їх вирішення, а виконуючи проєкт, порівнюють отримані результати із затребуваними, при необхідності коригують регульовані параметри. У результаті вони набувають навичок самостійно «добувати» нові знання, вчаться застосовувати їх до вирішення практичних завдань, набувають першого досвіду дослідницької роботи. Але на шляху вирішення цієї проблеми вищі навчальні заклади сьогодні зустрічають низку серйозних труднощів, пов'язаних з недостатньою матеріальною базою (нестача потужних комп'ютерів, висока вартість ліцензійного програмного продукту тощо). Щоправда, низка великих компаній – розробників САПР – пропонують (безкоштовно) «урізані» студентські версії САПР, які можуть надати значну допомогу в навчанні. В свою чергу вивчення сучасних САПР та набуття навичок у роботі з ними, безумовно, сприятиме підвищенню якості підготовки інженерних кадрів, значно скоротить період часу, необхідний для адаптації молодого спеціаліста на робочому місці після закінчення вищого навчального закладу, суттєво підвищить його затребуваність з боку роботодавця. Крім того, використання у навчальному процесі систем автоматизованого проєктування, поряд з рішенням основного завдання, дає низку додаткових освітніх ефектів. Сумарна дія таких ефектів багаторазово покращує результати навчання. В даній статті розглядаються деякі відмінні риси САПР, які позитивно впливають на результативність підготовки сучасного спеціалістаItem Study of the Dynamics of the Movement Mechanism of an Overhead Crane as a Complex Electromechanical System.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Rudniev, Y. S.; Romanchenko, J. A.; Linevich, A. O.; Руднєв, Є. С.; Романченко, Ю. А.; Лінєвич, А. О.The article studies the dynamics of the crane movement mechanism to take measures for their reliable operation and reduce the wear of movement mechanisms. For this, the following assumptions are accepted: transverse motion is not considered, the dynamics of engines and electric drive is not considered; the crane is presented in the form of a seven–mass system, the load suspension is adopted as rigid. It has been established that account of flexibility of the rope, with which the load is suspended, does not significantly affect (no more than 10%) the values of the largest dynamic loads in elastic connections; therefore, when determining the loads in the elastic connections of the movement mechanisms, it is possible to use a system with an elastic mechanism and a rigid suspension of the load. The processes in the movement mechanisms of load-lifting cranes are considered, using the calculated seven-mass dynamic scheme of structures. During the mechanism operation the oscillations occur in its metal structures and transmission shafts, in addition, the load sways (which, together with a rope of length Ls, forms a pendulum with a moving suspension point). The graphs show the forces in the longitudinal, transverse beams of the crane and the linear speeds of wheels, with an external force applied to each wheel of 21700 N. All three types of oscillations have different frequencies, which allows them to be considered on simpler two-mass models. But when using synchronous rotation systems (SRS) on the movement mechanism, which are often prone to oscillations, the proposed model is better suited, because it takes into account the interaction of the SRS and the mechanism at different vibration frequencies. With these loads, the mismatch of the path of the sides xc does not exceed 0,025 m, the relative swing of the load xl is not more than 0,25 m. The article found that according to the seven-mass model, when a driving force is applied, mechanical oscillations arise in which three frequencies of interaction are observed. For the crane designs discussed in the article, these frequencies are 0,2, 0,95 and 6,4 Hz; to study a more complete picture of the processes, it is necessary to consider the transverse displacement of the crane and the dynamics of electric drive movement. The parameters of the calculated scheme for output data of the bridge are determined. Based on obtained results the calculated scheme of crane movement mechanism was constructed. The system is converted into a three-axle, the first of which is the rotor of engine, the second - the first gear together with the coupling, and the third - the axle with two gears.Item Дослідження ефективності віртуальної багатопоточності (2, 3, 4 потоки) типу Hyper Threading при виконанні потоків в однакових та різних умовах.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Недзельський, Д. О.; Сафонова, С. О.; Барбарук, Л. В.В статті аналітичними методами з елементами теорії масового обслуговування досліджена ефективність ядер сучасних процесорів з використанням віртуальної багатопоточності типу технології Hyper Threading при 2-х, 3-х, 4-х потоках з урахуванням структурних особливостей ядра як при виконанні потоків в однакових умовах, так і в різних умовах. Під однаковими умовами розглядалося виконання потоків, коли використовували однакові обсяги рівнів кеш-пам'яті. Під різними умовами розглядалися ситуації, коли потоки послідовно виконувалися в умовах з використанням доступних обсягів кеш-пам'яті, а паралельно потоки виконувалися в гірших умовах використання кеш-пам'яті (з використанням нижчого рівня кеш-пам'яті або навіть оперативної пам'яті). Для дослідження вибрано широко поширені та наочні програми: «Множення матриць», «Рішення диференціальних рівнянь у приватних похідних методом сіток». У програмах, що досліджувалися було виділено ядро, уточнені інформаційно залежні команди і команди редукції, сформовані групи команд, їх кількість та визначені часи виконання кожної групи в програмі ядра, а також визначені ймовірності появи кожної групи команд. Розроблено методику досліджень та модель ядра. Для дослідження використовувалася двофазна спрощена модель ядра процесора. Було визначено коефіцієнт навантаження універсального ФП та, в залежності від значення різних параметрів програми і ядра процесора, визначено коефіцієнт використання ПУ моделі, визначені середній час виконання ядра програми та середні часи використання окремих спеціалізованих функціональних пристроїв. Наведено результати досліджень у вигляді формул при 2- х, 3-х та 4-х потоках в одному фізичному ядрі як при виконанні потоків в однакових умовах, так і в різних умовах. Підтверджена ефективність віртуальної багатопоточності типу Hyper Threading при двох, трьох, чотирьох потоках з відсутністю структурних конфліктів, так і при різних умовах – наявності структурних конфліктів в підсистемі кеш-пам’яті. При виконанні потоків у різних умовах ефективність (коефіцієнт прискорення) менша, ніж при виконанні в рівних умовах. Якщо при виконанні одного потоку використовується більше половини кеш-пам'яті третього рівня або потрібна інтенсивна робота з оперативною пам'яттю, використання віртуальної багатопоточності недоцільно.Item Методологія ідентифікації шламонакопичувачів з використанням методів машинного навчання на геопросторових зображеннях.(СНУ ім. В. Даля, 2022) Критська, Я. О.; Хмельницький, Д. Б.; Білобородова, Т. О.; Krytska, Y. O.; Khmelnytskyi, D. B.; Biloborodova, T. O.В останні роки спостерігається зростання випадків де формації промислових шламонакопичувачів, результатом якої у багатьох випадках є руйнівний вплив на навколишнє середовище та екосистему. Моніторинг шламонакопичу вачів має вирішальне значення для запобігання руйнівним наслідкам деформації. Традиційні методи моніторингу вимагають великих ресурсів та також малоефективні для раннього виявлення потенційної деформації. Віддале ний моніторинг на основі геопросторових зображень є перспективним напрямком для моніторингу шламонако пичувачів з метою раннього виявлення потенційної дефо рмації. В роботі представлено формалізацію етапів та визначення методології моніторингу шламонакопичувачів на основі геопросторових зображень з використанням методів машинного навчання: визначено засоби моніто рингу, формалізовано етапи, розроблено технічну блок схему процесу. Визначена методологія включає наступні етапи: (1) формування вибірки та передобробка зобра жень, (2) класифікація з використанням алгоритмів ма шинного навчання, (3) валідація результатів класифікації та визначення моделі з найвищою точністю. Методологія заснована на використанні Google Earth Engine (GЕЕ). За соби платформи включають інтерактивний сервер дода тків, що працює з відкритим каталогом даних, обчислю вальне інтегроване середовище розробки, геопросторовий API (клієнтські бібліотеки надають оболонки Python і JavaScript для вебAPI в архітектурі REST. Практичну ре алізацію та оцінку якості запропонованої методології проведено на основі даних зображень шламонакопичувача содового виробництва ВАТ «Лисичанська сода». Проведе но попередню обробку зображень: 1) відбір зображень без хмар, для покращення результатів подальшого аналізу, 2) об’єднання шарів зображень ДДЗ, 3) анотація об’єктів, 4) розділення даних на тестовий та тренувальний набори даних пікселів. Класифікацію реалізовано з використан ням алгоритмів CART, RF та SVM Ефективність моделей визначено на основі точності ідентифікації. Найвища точність на тестових даних досягнута з використанням SVM, що становила 98,05%.