№ 2 (106)

Permanent URI for this collection

https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/18787

UKR:
Зі статтями авторів, що не працюють в УДУНТ, можна ознайомитися на сайті Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського або на сайті журналу href= http://stp.diit.edu.ua/>"Наука та прогрес транспорту."
ENG:
Articles of authors who are not employees DNURT, is available online at Vernadsky National Library of Ukraine or on the website of the journal " Science and Transport Progress "

Browse

Now showing 1 - 9 of 9

№ 2 (106) випуск. Наука та прогрес транспорту
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024)
UKR: Журнал має за мету висвітлення актуальних питань наукового супроводження транспорту, рухомого складу, транспортної інфраструктури, інформаційних й інтелектуальних систем на транспорті та оприлюднення результатів фундаментальних і прикладних досліджень, сучасних наукових підходів до розробки технологій, аналізу управлінських, економічних й екологічних аспектів роботи підприємств транспорту та транспортного будівництва. Часопис включено до Переліку фахових наукових видань України, у яких можна публікувати результати дисертаційних робіт на здобуття наукового ступеня доктора наук, кандидата наук та доктора філософії за такими спеціальностями: Комп’ютерні науки та інформаційні технології; Матеріалознавство; Галузеве машинобудування; Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка; Теплоенергетика; Технології захисту навколишнього середовища; Будівництво та цивільна інженерія; Залізничний транспорт; Автомобільний транспорт; Транспортні технології (за видами).
Створення математичної моделі станційного рейкового кола у вигляді скінченного дискретного автомата
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Маловічко, Володимир Володимирович; Маловічко, Наталія Валентинівна; Рибалка, Роман Володимирович
UKR: Мета. Гарантування безпеки руху поїздів є обов’язковим завданням під час розвитку технічної оснащеності залізничного транспорту в Україні. Для діагностування та перевірки працездатності таких систем використовують імітаційні моделі напільних пристроїв, зокрема рейкового кола. Найбільш розповсюдженими є моделі у вигляді диференціальних рівнянь та в операторній формі. На жаль, вони не повністю підходять для розв’язання вказаної задачі. У зв’язку з цим виникає необхідність створення математичної моделі, яка простіше інтегрується для перевірки як релейних електричних централізацій, так і систем мікропроцесорної централізації. Методика. Для досягнення поставленої мети автори запропонували створити математичну модель у вигляді скінченного дискретного автомата. У цій роботі розглянуто створення моделі станційного рейкового кола як напрямленого графа. Під час створення моделі визначено вхідні та вихідні величини моделі та стани. Побудовано таблиці входів та виходів автомата, створено секвенційні вирази для абстрактної моделі автомата та виконано їх мінімізацію. Закодовано стани автомата за допомогою тригерних схем. Результати. У ході проведених досліджень було створено математичну модель рейкового кола у вигляді скінченного автомата моделі Мура, а також проведено перевірку її працездатності в програмному середовищі Proteus. Розроблена модель дозволяє імітувати роботу станційного рейкового кола на рівні абстракції, що оперує з двійковими сигналами. Це дозволяє спростити узгодження роботи моделі з програмними засобами мікропроцесорної централізації. У цілому з’явилась можливість більш ефективно перевіряти працездатність систем мікропроцесорної централізації на етапах проєктування і під час уведення в експлуатацію. Наукова новизна. Розроблена математична модель дозволяє визначити реакцію програмної частини мікропроцесорної централізації на поведінку рейкового кола в різних, зокрема нетипових режимах роботи, а також визначити реакцію системи станційної електричної централізації на окремі відмови і на виникнення декількох відмов одночасно. Практичне значення. Запропоновану математичну модель можна використовувати як для перевірки роботи систем мікропроцесорної централізації на стадії проєктування та впровадження, так і для релейних систем централізації під час розробки діагностичних комплексів контролю їх працездатності.
Використання габіонів для захисту від ураження нафтосховища
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Калашніков, Іван Володимирович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Полторацька, Вікторія Миколаївна
UKR: Мета. Під час вибуху дрона утворюють уламки, що спричиняють ризик ураження як людини, так і об’єктів на промисловому майданчику. Тому основною метою роботи є оцінювання ефективності використання габіонів із різними наповнювачами для зменшення ризику ураження стінки нафтосховища уламками, що з’являються під час вибуху дрона на промисловому майданчику, а також аналіз величини позаперешкодної швидкості руху уламків. Методика. Для аналізу ефективності використання габіонів як захисних споруд нафтосховища під час розлітання уламків дрона використано чисельну модель, що базується на інтегруванні рівняння руху матеріальної точки. Рівняння руху уламка базуються на другому законі Ньютона. Такий підхід дозволяє визначити позаперешкодну швидкість уламка після проходження тіла захисної перешкоди – габіону. Побудована чисельна модель враховує початкову швидкість уламка, його розмір, напрям руху, висоту викиду, а також матеріал, яким наповнено тіло габіону. На базі цієї чисельної моделі створено комп’ютерну програму для проведення обчислювального експерименту. Результати. Розроблено ефективний інструмент аналізу ризику ураження нафтосховища від метальної дії уламків, що утворюються в разі вибуху дрона, та аналізу ефективності використання габіонів. Подано результати обчислювальних експериментів. Наукова новизна. Побудовано швидкорозрахункову чисельну модель для оперативного аналізу ефективності використання габіонів, які мають різне наповнення та які використовують для захисту нафтосховища на промисловому майданчику від метальної дії уламків, що утворюються під час вибуху дрона. Практична значимість. Розроблено комп’ютерну програму для розрахунку динаміки руху уламків у повітрі та в тілі габіону. Використання цієї програми дозволяє підібрати раціональні розміри захисної перешкоди – габіону на промисловому майданчику для захисту нафтосховища від ураження.
Моделювання нестаціонарного процесу масопереносу в підземних водах
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Козачина, Віталій Анатолійович
UKR: Мета. Інфільтрація забруднених вод, аварійні розливи хімічно небезпечних речовин у ґрунтові води призводять до формування у водоносних шарах значних за розмірами зон техногенного забруднення. Тому важливою є розробка систем захисту від забруднення підземних вод. Для аналізу ефективності роботи таких систем захисту на етапі проєктування потрібно мати науково обґрунтовану інформацію про динаміку зміни зон забруднення у підземних водах. Така інформація може бути отримана за допомогою методу математичного моделювання. Робота спрямована на створення чисельної моделі для розрахунку нестаціонарного процесу геоміграції за умови застосування хімічного захисту підземних вод від забруднення. Методика. Для опису динаміки підземних потоків розглянуто два рівняння фільтрації, що дозволяють проводити математичне моделювання процесу фільтрації як під час розв’язання планових задач, так і для розв’язання задач профільної фільтрації. Для аналізу зміни якості підземних вод використано двовимірне рівняння геоміграції. Це рівняння враховує конвективний перенос домішки у фільтраційному потоці, дисперсію, інтенсивність інфільтрації домішки в підземний потік. Також це рівняння використано для розрахунку руху нейтралізатора у ґрунтових водах. Чисельне інтегрування рівняння фільтрації проведено за допомогою скінченнорізницевих методів. Для чисельного інтегрування рівняння геоміграції використано неявну схему розщеплення. Результати. Побудовано швидкозастосовну чисельну модель розрахунку динаміки ґрунтових вод. Модель є також платформою для розв’язання іншої важливої задачі – розрахунку процесів геоміграції. Запропоновано чисельну модель розрахунку нестаціонарного процесу геоміграції, що дає можливість оцінювати не тільки процес формування зон забруднення в потоці ґрунтових вод, але і визначати ефективність методу нейтралізації домішки в підземному потоці. Наукова новизна. Побудовано ефективні чисельні моделі для експрес-оцінювання зміни динаміки ґрунтових вод та їх якості під дією техногенного джерела. Ці моделі враховують комплекс важливих фізичних факторів, що впливають на процес геоміграції та процес нейтралізації домішки в підземному потоці. Практична значимість. Розроблено комп’ютерну програму, що дозволяє методом обчислювального експерименту визначати ефективність процесу нейтралізації агресивної домішки в ґрунтових водах з метою їх захисту від техногенного забруднення.
Математичне моделювання процесу формування кислотних дощів у разі викидів із ТЕС
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга Віталіївна
UKR: Мета. Відомо, що кислотні дощі негативно впливають на навколишнє середовище. Формування кислотних опадів в атмосфері відбувається внаслідок хімічної взаємодії продуктів горіння палива та атмосферної вологості. Кислотні дощі призводять до втрати врожаю, погіршення плодючості землі, закислення води у водоймах. Актуальною проблемою залишається розробка науково обґрунтованих методів дослідження інтенсивності такого кислотного забруднення атмосферного повітря та поверхні ґрунту в регіонах, де мають місце значні викиди від ТЕС. Для розв’язання цієї задачі важливо використовувати математичне моделювання, оскільки визначити експериментальним шляхом вплив викидів від ТЕС на формування кислотних дощів неможливо. Тому основною метою роботи є створення математичної моделі для прогнозування утворення кислотних дощів у разі викидів з ТЕС. Методика. Для прогнозування процесу формування кислотного дощу використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу забруднювача, що враховує профіль швидкості вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки, напрям вітру. Це рівняння також використано для опису процесу перенесення водної пари в атмосферному повітрі. Щоб описати процес утворення кислоти в атмосферному повітрі, використано стехіометричне співвідношення. Чисельне інтегрування моделювального рівняння переносу здійснено за допомогою методу розщеплення. Результати. Побудовано багатофакторну чисельну модель, що дозволяє визначати зони, де формуються кислотні дощі. Розглянуто задачу прогнозування формування кислотного дощу в разі викидів від ТЕС на базі побудованої чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель для прогнозування виникнення кислотного дощу внаслідок викидів із ТЕС. Модель є багатофакторною та враховує конвекцію, атмосферну дифузію, нерівномірний профіль вітру. Створено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно оцінювати зони кислотного забруднення. Практична значимість. Розроблений комп’ютерний код для аналізу зон кислотного забруднення довкілля в разі промислових викидів дає можливість прогнозувати інтенсивність такого забруднення в різних метеоумовах.
Експериментальна оцінка ефективності використання візуальних міток для керування безпілотними транспортними засобами
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Остапець, Ярослав Денисович
UKR: Мета. Дослідження спрямовано на експериментальну оцінку ефективності використання візуальних міток, а саме маркерів ARToolKitPlus, ArUco і двовимірних кодів типу QR (quick response code) у задачах локалізації безпілотних транспортних засобів (БТЗ) всередині приміщень. Методика. Для можливості реалізації процесів локалізації та сприйняття безпілотних транспортних засобів на основі візуальних міток (маркерів) розроблено структуру підсистеми обробки візуальних міток. Запропоновано алгоритм сумісного використання візуальних міток трьох типів – маркерів ARToolKitPlus, ArUco і кодів QR – для локалізації безпілотних транспортних засобів та ідентифікації вантажу на прикладі сценарію роботи складу інтернет-магазину. Для проведення експериментів над маркерами обрано такий апаратно-програмний засіб, як «розумна» камера машинного зору JeVois–A33 з програмним модулем JeVois Markers Combo та графічним інтерфейсом JeVois Inventor. Результати. Проведено експериментальне дослідження можливості коректного розпізнавання візуальних міток для умов роботи в приміщеннях. У результаті серії експериментів визначено можливості коректного розпізнавання візуальних міток типу маркерів ArUco, ARToolKitPlus та кодів QR під час сканування під прямим кутом відносно камери на відстані в діапазоні від 0,3 до 2 метрів. Наукова новизна. У дослідженні отримано значення ймовірностей коректного розпізнавання маркерів ArUco, ARToolKitPlus та двовимірних кодів QR в умовах локалізації безпілотних транспортних засобів усередині приміщень. Практична значимість. Отримані результати дослідження можна застосовувати під час створення, імітаційного моделювання та аналізу ефективності алгоритмів локалізації та сприйняття безпілотних транспортних засобів усередині приміщень із використанням відповідних візуальних міток (маркерів). Запропонована узагальнена структура підсистеми обробки візуальних міток системи локалізації та сприйняття може бути використана під час розробки систем керування безпілотними транспортними засобами.
Influence of the Isothermal Transformation Temperature on the Structure and Properties of Low-Carbon Steel
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Vakulenko, Ihor O.; Plitchenko, Serhii O.; Asgarov, Khangardash; Lytvynov, Bohdan V.; Orak, Abdulkadir; Umur, Hakan
ENG: Purpose. The study is aimed at evaluating the effect of the isothermal transformation temperature on the structure and properties of low-carbon steel. Methodology. The material for the study was a 3 mm diameter wire made of mild steel with the following chemical composition: 0.21% C, 0.47% Mn, 1.2% Si, 0.1% Cr, 0.03% S, 0.012% P. The 0.3 m long wire samples were subjected to austenitizing at 920 °C for 8...9 min, after which they were held iso-thermally for 11 min at temperatures of 650...200 °C, followed by cooling in air. The strength, plastic properties, and strain hardening coefficient were determined from the analysis of tensile curves. Findings. It was found that a decrease in the temperature of isothermal transformation, starting from 450...400 °C, increases the amount of Widmannstätten ferrite due to the disappearance of polyhedral ferrite grains. At the same time, the number of areas with locally located dispersed cementite particles similar to pearlite colonies increases, and bainite crystals appear. Against the background of a sharp decrease in the strain hardening coefficient in the range of 450...400 °C, the ability of the bainite phase to undergo plastic deformation should be considered one of the reasons for the delay in den-sity reduction. Originality. The effect of steel hardening with a decrease in the pearlite transformation temperature is based on the grinding of ferrite grains, an increase in the amount of Widmannstätten ferrite, and the dispersion of pearlite colonies. The strengthening effect of steel with a bainite structure is based on an increase in the degree of supersaturation of the solid solution with carbon atoms and dispersion hardening by particles of the carbide phase. Practical value. The optimal structural state of steel intended for the manufacture of such critical elements as a sup-port beam, railroad car bogie, etc. is a mixture of phase components with different dispersion and morphology, and their quantitative ratio is determined by the operating conditions of a particular product.
Несні сталеві конструкції для встановлення залізничних тензометричних ваг
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Клочко, Л. І.
UKR: Мета. Основною метою публікації є зіставлення за основними техніко-економічними показниками двох запропонованих конструктивних варіантів опорної системи для залізничних тензометричних ваг під чотиривісні вагони широкої колії. Це обумовлено необхідністю проведення реконструкції і модернізації основних фондів промислового підприємства, зокрема капітальної перебудови та заміни старих залізничних ваг на сучасні електронні тензометричні ваги. Також мета роботи пов’язана з необхідністю розширення номенклатури залізничних вагонів, для яких передбачена можливість зважування, включаючи й транспортні одиниці закордонного вагонного парку. Методика. Для досягнення зазначеної мети проаналізовано сучасні види залізничних вагонів для вантажних перевезень, визначено основні складові тензометричних ваг для зважування основних видів вагонів та розроблено спеціальну опорну систему для підтримання платформи ваг. Опорна система передбачена у двох конструктивних варіантах – з однією просторовою несною рамою та з двох окремих плоских несних рам. За допомогою вітчизняного проєктно-обчислювального комплексу SCAD побудовано скінченноелементні моделі для обох запропонованих конструктивних варіантів. На основі аналізу їх напружено-деформованого стану підібрано раціональні перерізи для кожного конструктивного елемента, а також визначено загальну масу. Результати. Проведений порівняльний аналіз двох розроблених конструктивних рішень для опорної системи під сучасні залізничні тензометричні ваги дозволив установити, що варіант із двох окремих несних рам має меншу масу приблизно на 40 % відносно варіанта з однією просторовою несною рамою. Проте технологічність його виготовлення є дещо нижчою, оскільки при цьому задіяно 10 конструктивних елементів проти 7 варіанта № 1. Наукова новизна. Проведений чисельний аналіз дозволив теоретично обґрунтувати більш раціональне та ефективне конструктивне рішення для опорної системи під сучасні залізничні тензометричні ваги. Практична значимість. Розроблено та запропоновано для практичної реалізації конструктивний варіант сталевої опорної системи, який за своїми техніко-економічними показниками є найефективнішим для наявних умов діючого промислового підприємства. Також розроблений конструктивний варіант узгоджено з проєктом капітальної реконструкції будівлі для зважування залізничних вагонів.
Визначення ефективності сталевих конструкцій покриття складської будівлі
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Місюра, Є. А.
UKR: Мета. Основною метою цієї статті є зіставлення за основними техніко-економічними показниками двох запропонованих конструктивних варіантів сталевого покриття для складської будівлі класу В+ у місті Дніпро. Актуальність роботи пов’язана з постійним збільшенням обсягів і темпів вантажних транспортних перевезень як в усьому світі, так і в Україні, особливо останнім часом. Це потребує створення нових та розширення наявних складських площ різних видів. У свою чергу, це призводить до необхідності створення таких несних конструкцій для складських площ, які б були здатні перекривати значні прогони і при цьому забезпечували б мінімальні витрати на їх будівництво та експлуатацію. Методика. Для досягнення цієї мети проаналізовано сучасні класифікації складських будівель за вітчизняними стандартами та міжнародними підходами, визначено клас розглядуваної будівлі за цими двома методиками та розроблено два конструктивні варіанти сталевого покриття – на основі несного ригеля у вигляді кроквяної ферми і на основі балково-рамної схеми. За допомогою вітчизняного проєктного комплексу Ліра–CAПР побудовано скінченноелементні моделі для обох запропонованих конструктивних варіантів. На основі аналізу їх напружено-деформованого стану підібрано раціональні перерізи для кожного конструктивного варіанта, а також розраховано загальну масу та вартість. Результати. Проведений порівняльний аналіз двох розроблених конструктивних рішень для сталевого покриття складської будівлі дозволив з’ясувати, що варіант із застосуванням балково-рамної системи має приблизно на 10 % меншу масу та вартість. Також технологічність його виготовлення є більш високою ніж варіанта із застосуванням кроквяної ферми. Наукова новизна. У результаті проведення чисельного аналізу теоретично обґрунтовано більш раціональне та ефективне конструктивне рішення для сталевого покриття складської будівлі в місті Дніпро. Практична значимість. Розроблено та запропоновано для практичної реалізації конструктивний варіант сталевого покриття, який за своїми техніко-економічними показниками є найефективнішим для умов сучасного промислового підприємства. Також розроблений конструктивний варіант складської будівлі класифіковано відповідно до вітчизняних і міжнародних сучасних підходів.

Browse

Recent Submissions