EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Мікроскопічнa кінетикa перитектичного перетворення в лігатурних сплавах AL-W
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2020) Мазyр, В. І.; Mazur, V.
UK: Мета роботи. Дослідити особливості мікроскопічної кінетики перитектичного перетворення в лігатурних сплавах системи Al-W.
Методи дослідження. Мікроскопічний аналіз зразків на світловому (Jenaphot 2000 фірми Carl Zeiss) та растровому електронному (РЭМ-106И фірми Selmi) мікроскопах, рентгеноспектральний мікроаналіз розподілу концентрацій елементів між фазовими складовими, рентгенофазовий аналіз ( дифрактометр Rigaku Ultima IV).
Отримані результати. Показано, що атомному розчиненню вольфраму в рідкому алюмінію передує ребіндерівське збагачення міжзеренних границь вольфраму атомами алюмінію з утворенням проміжної ε - або ζ - фази та наступним рафтінгом вольфрамового кристалу в рідкій фазі. Аналогічно розчиняються і дендритні кристали ε - та інших проміжних фаз, що утворилися при взаємодії вольфраму та рідкого алюмінію по каскаду перитектичних реакцій.
Наукова новизна. Методом аналізу локальних дифузійних потоків атомів компонентів встановлено утворення рідко фазного прошарку на границі ε /W (або ζ /W) за дифузійним механізмом локального контактного плавлення.
Постановка завдання. Метою роботи є уточнення феноменологічної теорії перитектичного перетворення методом дослідження особливостей мікроскопічної кінетики в сплавах Al-W, в яких алюміній відіграє роль поверхнево-активного елементу.
Практична цінність. Виявлення рідко фазних прошарків між та W фазами утворює розвинену капілярну систему локальних дифузійних потоків атомів Al, які скеровані до границі з вольфрамом. Це підвищує швидкість перитектичного перетворення вольфраму, покращує макроскопічну однорідність лігатурного сплаву, зменшує високотемпературне випаровування алюмінію в просторі вакуумної печі, зменшує енергетичні витрати на технологічний процес.
EN: Purpose of work. The investigation of the microscopic features of peritectic transformation in ligature Al-W alloys. Research methods. The microscopic analysis: light microscope Jenaphot 2000 (Carl Zeiss); SEM: РЭМ-106И (Selmi, Ukraine), X-ray phase analysis: Rigaku Ultima IV (Japan).
The main results. Before the atomic dissolution of Tungsten, Rebinder’s enrichment of inter-grain boundaries of W
with Al occurs. It leads to the formation of an intermediate ε- or ζ - phase, contact melting on the ε/W interface and subsequent rafting of Tungsten crystals in the liquid phase. The dendrite crystals of the intermediate phases dissolve similarly during peritectic reactions.
Scientific novelty of work. By analyzing local diffusion flows of Al atoms, the formation of liquid-phase interlayer on ε/W boundary was established.
The statement of the research problem. The purpose of this work is to refine the phenomenological theory of peritectic transformation by the studying of the features of microscopic kinetics of peritectic transformation in Al-W alloys in which Al plays the role of a surface-active chemical element.
Practical value of the work. The detected liquid-phase inter-layers between the ε and W form a developed capillary system of local diffusion of Al atoms flows directed to W- boundaries. This increases the rate of peritectic transformation of W, improve the macroscopic uniformity of the alloy, reduces high-temperature evaporation of Al, reduces energy costs of technological process.
Комбінована мобільна система основного і резервного живлення електроспоживачів малої та середньої потужності
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2018) Шкрабець, Ф. П.; Бердник, В. В.; Shkrabets, F. P.; Berdnyk, V. V.
UK: Мета. Мета роботи полягає в розробці мобільної комбінованої системи основного і резервного живлення на основі відновлюваних і традиційних джерел енергії для електроживлення малопотужних споживачів у віддалених від загальної електромережі регіонах; в описанні конструкції запропонованої системи; в розробці блок-схеми алгоритму контролю і управління елементами системи задля досягнення найбільш ефективного енергоживлення споживачів при подальшому впровадженні та удосконаленні системи.
Методи дослідження. Для проведення досліджень використані: метод аналітичної обробки оглядових матеріалів з питання стану розвитку альтернативної енергетики на сучасному етапі та існуючих на сьогодні проблем, щодо енергозабезпечення малопотужних віддалених енергоустановок, а також шляхів їх подолання завдяки моделюванню можливих систем безперебійного живлення; метод системного аналізу комплексної оцінки потенціалу комбінованої мобільної системи основного та резервного живлення на основі сучасних комп’ютерних технологій.
Отримані результати. При аналізі матеріалів робіт відповідно до тематики дослідження, виявлено та доведено доцільність створення та подальшого удосконалення систем комбінованого електроживлення малопотужних споживачів з метою забезпечення енергобалансу Дніпровського регіону (Україна). Запропоновано варіант конструкції комбінованої системи на основі традиційних і відновлюваних джерел: зокрема, розроблено блок-схему алгоритму контролера управління комбінованою системою. Представлено механізм u1076 дії запропонованої блок-схеми алгоритму, а також отримані та проаналізовати графічні залежності: коефіцієнту потужності від величини швидкохідності вітроагрегату CP=f(Z); механічного моменту вітротурбіни від коефіцієнту швидкохідності реальної вітроустановки M=f(Z). Представлено результати розрахунку виробітку електроенергії, W, [кВт.год] протягом року потенційною вітроелектроустановкою.
Наукова новизна полягає в запропонованій блок-схемі алгоритму контролю і управління комбінованою системою резервного електропостачання, яка дозволяє двигунам вітроустановки та дизельного агрегату поперемінно працювати на один загальний електрогенератор.
Практична цінність роботи полягає у створенні системи гарантованого енергозабезпечення та розподілу електроенергії для малопотужних споживачів енергії різного призначення; підвищенні ефективності, гнучкості та надійності системи і, в кінцевому рахунку, зменшенні енергетичної залежності країни від імпорту традиційних викопних енергоресурсів, перетворення яких призводить до негативних наслідків щодо екології країни. Впровадження запропонованої блок-схеми алгоритму контролю і управління енергосистемою дозволить знизити витрати на її обслуговування, наприклад, поточний ремонт, тощо та, відповідно, вартість системи вцілому.
EN: Purpose. The objective of research is to develop a version of combined mobile system of the main and backup power supply based on renewable and traditional energy sources for low-power consumers in regions distant from the main electricity grid; to describe the design of the proposed system; to develop a block diagram of the control and management algorithm for the system elements aimed at achieving more efficient energy supply to consumers in case of further implementation of the system,.
Methodology. To attain the research objective, the following methods have been employed: the method of analytical processing of the reviewed materials on current state of alternative energetics, on problems related to energy supply for low-power remote consumers, and on ways of solving the problems identified by means of simulating potential uninterruptible power systems; the method of system analysis of complex estimation based on modern computer technologies as for the combined mobile system of the main and backup power supply potential.
The results obtained. The expediency of development and further improvement of such combined power supply systems intended for low-power consumers with the purpose of providing the energy balance in the Dnipro region (Ukraine) has been revealed and proved. A version of the combined system based on traditional and renewable sources of power is proposed and described. The block diagram of the combined system controller algorithm is developed. The mechanism of action of the presented algorithm is determined, as well as the graphical dependences of the power factor on the speed of the wind turbine CP=f(Z), and of mechanical torque of the wind turbine on the coefficient of its speed M=f(Z) are obtained and analyzed. The results of calculation as for electric power generated by potential wind power plant W, [kWh] during the year are presented.
Scientific novelty consists in the proposed block diagram of the control and management algorithm as regards the combined backup power supply system, that allows wind turbine engines and diesel units to alternately operate on a single generating unit.
The practical value of study is further development of the system which provides guaranteed uninterruptible energy supply and distribution of electric energy intended for low-power energy consumers to satisfy their needs; increasing the efficiency, flexibility and reliability of the system and, ultimately, reducing the energy dependence of the country on the import of traditional fossil energy resources, the conversion of which leads to negative consequences for the country's ecology. The implementation of the proposed block diagram of the control and management algorithm will reduce the cost of the system and the cost of its maintenance, for example, current repairs, etc.
Method of solution of complex optimization problem for formation of component column of technique and route selection of its movement by non-stationary road network
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Borovyk, O. V.; Rachok, R. V.; Borovyk, L. V.; Basaraba, I. O.; Боровик, О. В.; Рачок, Р. В.; Боровик, Л. В.; Боровик, Л. В.; Басараба, І. О.
EN: Context. Effective solution of a number of application problems related to transportation, as a rule, depends on the solution of two problems: the correct formation of the composition of the column of technique and the successful choice of the route of its movement. Each of the problems is optimization, the methods of solving which are currently being worked out. Theoretical studies of each of the individual problems and their practical applications indicate their interdependence, which has not yet been fully studied. Practical applications necessitate the development of a suitable scientific and methodological apparatus.
Objective. The purpose of this work is development of a method for solving a complex optimization problem of forming a column of vehicles and choosing the route of its movement on a non-stationary road network.
Method. The mathematical model of solving the optimization problem of complex formation of the composition of the column of machinery and the choice of its route of motion is proposed. A heterogeneous set was used to describe the array from which the vehicles were selected. A graph was used to describe the road network. As a criterion for the optimality of the complex problem is the minimization of time spent on moving. The peculiarity of the model is to take into account the possibility of dynamically changing the time weights of edges of the graph when implementing the movement of a column of machinery along the chosen route. Based on the use of this model, a method is proposed, which provides a comprehensive choice of the composition of the column of equipment and optimal routes of its movement on a non-stationary road network.
Results. The article proposes an algorithm that provides the solution of the optimization problem of complex formation of the composition of machinery column and the choice of its route of motion in terms of time-fixed edges that describe the network of roads. The features of application of the proposed algorithm are given. Using the developed software, the choice of technique from an existing inhomogeneous array and the choice of a route on a graph with a non-stationary time weight of edges was investigated. The example shows the imperfection of decisions regarding the complex formation of the column composition and the choice of its optimal route of travel on a non-stationary network of roads obtained using classical methods.
Conclusions. Not taking into account the impact of a possible change in traffic conditions, as evidenced by a change in the time weights of the edges of the graph describing the road network, on the composition of the column of machinery can lead to suboptimality of the obtained solutions using classical methods of forming the composition of the column and finding the shortest route in the graph. The method proposed in this study can be used to obtain the optimum composition of the column and the route, taking into account the change in road conditions during the movement of the column. The obtained results extend the possibilities of the theory of discrete optimization and the theory of graphs.
UK: Актуальність. Ефективне вирішення ряду прикладних задач, що стосуються перевезень, як правило, залежить від розв’язання двох задач: коректного формування складу колони техніки та вдалого вибору маршруту її руху. Кожна із задач є оптимізаційною, методи вирішення яких на даний час опрацьовані. Теоретичні дослідження кожної з окремих задач і їх практичні застосування вказують на їх взаємозалежність і взаємообумовленість, що ще не до кінця вивчено. Практичні застосування обумовлюють необхідність розвитку відповідного науково-методичного апарату.
Мета. Метою роботи є розробка методу розв’язання комплексної оптимізаційної задачі формування складу колони техніки та вибору маршруту її руху по нестаціонарній мережі доріг.
Метод. У роботі запропонована математична модель розв’язування оптимізаційної задачі комплексного формування складу колони техніки та вибору її маршруту руху. Для опису масиву, з якого здійснюється вибір транспортних засобів, використано неоднорідну множину. Для опису мережі доріг використаний граф. В якості критерію оптимальності комплексної задачі виступає мінімізація часу, який витрачається на переміщення. Особливістю моделі є врахування у ній можливості динамічної зміни часових ваг ребер графу при реалізації переміщення колони техніки по обраному маршруту. На основі використання даної моделі запропоновано метод, який забезпечує комплексний вибір складу колони техніки та оптимальних маршрутів її руху на нестаціонарній мережі доріг.
Результати. У статті запропоновано алгоритм, що забезпечує розв’язування оптимізаційної задачі комплексного формування складу колони техніки та вибору її маршруту руху в умовах нефіксованої в часі ваги ребер, які описують мережу доріг. Наведено особливості застосування запропонованого алгоритму. З використанням розробленого програмного забезпечення досліджено варіант вибору техніки з наявного неоднорідного масиву та вибору маршруту на графі з нестаціонарною часовою вагою ребер. На прикладі показано недосконалість рішень щодо комплексного формування складу колони та вибору її оптимального маршруту руху на нестаціонарній мережі доріг, отриманих з використанням класичних методів.
Висновки. Неврахування впливу можливої зміни дорожньої обстановки, що проявляється зміною в часі часових ваг ребер графа, який описує мережу доріг, на склад колони техніки може призвести до неоптимальності отримуваних рішень з використанням класичних методів формування складу колони та пошуку найкоротшого маршруту в графі. Для отримання оптимального складу колони та маршруту з урахуванням зміни в часі дорожньої обстановки при русі колони, можна використати запропонований у даному дослідженні метод. Отримані результати розширюють можливості теорії дискретної оптимізації і теорії графів.
Статистичне дослідження мікроструктури постійних магнітів, спечених зі сплаву Nd-Fe-B,C-Cu,Ti
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2020) Татарчук, Тетяна Василівна; Tatarchuk, T.
UK: Мета роботи. Статистичний аналіз мікроструктур готових постійних магнітів, що виготовляються на основі систем Fe-Nd-B при різних режимах термообробки.
Методи дослідження: металографічний, рентгеноспектральний, статистичний, магнітометричний.
Отримані результати. У роботі досліджується вплив зовнішнього тиску на структуру та властивості постійних магнітів складу Nd15,2Fe74,99C0,51B6,6Cu1,57Ті1,38. Для виготовлення постійних магнітів з високою магнітною енергією використано продукти швидкого охолодження з рідкого стану. Для цього лусочки, що отримані методом ЗРС, пресували у прес-формі та спікали у вакуумі. Прес-форма та болти, що їх скріплюють, виготовлені зі сплавів, у яких різні коефіцієнти лінійного розширення. Цей метод дає змогу досягти високого тиску (H ≈ 1 ГПа) під час спікання. Спікання виконували у вакуумі під тиском Р = 0,5…12 МПа та при температурах 1323 К та 1013 К.
Показано, що розміри частинок фази NdCu2 підпорядковується закону Гауса та у розподілі присутні два піки. Перший пік можна пояснити наявністю у вихідних плівках аморфної складової, у якій знаходяться зародки основної магнітної фази Nd2Fe14В та парамагнітної фази NdCu2, а другий пік пояснюється тим, що у кристалічній області вже є зерна парамагнітної фази NdCu2 і при подальшому спіканні вони продовжують зростати. Також показано, що розмір часток фази NdCu2, які присутні у спеченому зразку, що отриманий при початковому тиску 12 МПа, зменшився до 0,03…0,5 мкм порівняно з середнім розміром 0,23…0,94 мкм для менших значень початкового тиску. При цьому коерцитивна сила компактів зросла на порядок від 160 кА/м до 1300 кА/м
Наукова новизна. Встановлено, що зниження температури спікання швидко охолоджених лусочок сплавів Nd15,2Fe75,5-хCхB6,6Cu1,57Ті1,38 в умовах високого тиску порядку 0,9 ГПа від технологічної 1323 К до температури 1013 К практично не впливає на швидкість зародження метастабільних фаз NdCu2 та Nd2Fe14B і в той же час знижує швидкість їх росту. Однак, це призводить до збільшення коерцитивної сили готових магнітів від 160 кА/м до 1300 кА/м.
Практична цінність. Одержані в роботі результати мають важливе значення для подальшого розвитку фізичного матеріалознавства магнітожорстких матеріалів та сучасної техніки.
EN: Purpose of work. Statistical analysis of microstructures of ready-made permanent magnets, which are made on the basis of Fe-Nd-B systems at different heat treatment modes. Research methods: metallographic, X-ray spectral, statistical, magnetometric.
Research methods: metallographic, X-ray spectral, statistical, magnetometric.
The results obtained. The influence of external pressure on the structure and properties of permanent magnets of composition Nd15,2Fe74,99C0,51B6,6Cu1,57Ті1,38 is investigated in the work. For the production of permanent magnets with high magnetic energy, fast cooling products from the liquid state are used. To do this, the scales obtained by the ZRS method were pressed in a mold and sintered in vacuum. The mold and the bolts that fasten them are made of alloys with different coefficients of linear expansion. This method allows to achieve high pressure (H ≈ 1 GPa) during sintering. Sintering was performed in vacuum under a pressure of P = 0.5… 12 MPa and at temperatures of 1323 K and 1013 K. It is shown that the particle size of the NdCu2 phase obeys the Gaussian law and there are two peaks in the distribution. The first peak can be explained by the presence in the source films of an amorphous component, which contains the nuclei of the main magnetic phase Nd2Fe14B and paramagnetic phase NdCu2, and the second peak is explained by the fact that in the crystal region there are grains of paramagnetic phase NdCu2 and they continue to grow. It is also shown that the particle size of the NdCu2 phase present in the sintered sample obtained at an initial pressure of 12 MPa decreased to 0.03… 0.5 мm compared to the average size of 0.23… 0.94 мm for smaller values of the initial pressure. The coercive force of compacts increased by an order of magnitude from 160 kA / m to 1300 kA/m
Scientific novelty. It is established that the decrease in the sintering temperature of rapidly cooled scales of Nd15,2Fe75,5-хCхB6,6Cu1,57Ті1,38 alloys under conditions of high pressure of the order of 0.9 GPa from technological 1323 K to 1013 K temperature practically does not affect the rate of metal stable phases of NdCu2 and Nd2Fe14B and at the same time reduces their growth rate. However, this leads to an increase in the coercive force of the finished magnets from 160 kA/m to 1300 kA/m.
Practical value. The results obtained in this work are important for the further development of physical materials science of magnetohard materials and modern technology.
Analysis of the synchronism entering process robustness in UAV’s radio control line with FHSS
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Roma, O. M.; Vasylenko, S. V.; Peleshok, Ye. V.; Honenko, S. V.; Nikolayenko, B. A.; Рома, О. М.; Василенко, С. В.; Пелешок, Є. В.; Гоненко, С. В.; Ніколаєнко, Б. А.
EN: Context. The experience of joined forces operation in the east of the country has shown that in the process of completing tasks, an unmanned aerial vehicle (UAV) is forced to operate in a rather difficult environment. The most significant is the problem of ensuring the transfer of command commands between the aircraft and the ground control post in the face of powerful intentional interference by the enemy.
The work as a UAV control channel proposes the use of frequency-hopping spread spectrum (FHSS). When constructing the UAV control line with the FHSS, the main consideration should be given to the process of entering synchronism as the primary one in relation to the process of transmitting control commands.
Within this problem, it is necessary to evaluate the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS in the conditions of powerful intentional interference of the enemy.
Objective. The purpose of the article is to analyze the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV radio control line with the FHSS in the conditions of the powerful intentional interference of the enemy.
Methods. In the work, on the basis of the developed simulation model (SM) of the process of entering into synchronism of the UAV control line with the FHSS, a number of experiments and estimation of the noise immunity of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS under conditions of powerful intentional interference.
Results. Using the developed SM, the dependence of the probability of true and false occurrence in the synchronism of the UAV control line with the FHSS for one cycle, one sub-cycle and one frequency position of transmission from different values of the signal-to-noise ratio at the affected and unaffected frequency of entry for different values characterizing interference. The simulation results are presented as graphs.
Conclusions. Comparison of the simulation results with the analytical ones confirms the adequacy of the synthesized mathematical model of the process of entering into the synchronism of the UAV control line with the FHSS and allows to determine
UK: Актуальність. Досвід проведення операцій об’єднаних сил на сході країни показав, що у процесі виконання завдань безпілотний літальний апарат (БПЛА) змушений працювати у досить складній завадовій обстановці. Найбільш суттєвою є проблема забезпечення передачі команд управління між літальним апаратом та наземним пунктом управління в умовах дії потужних навмисних завад противника.
У роботі в якості каналу управління БПЛА пропонується використання широкосмугових сигналів з псевдовипадковим переналаштуванням робочої частоти (ППРЧ).
При побудові радіолінії управління БПЛА з ППРЧ основну увагу необхідно приділити процесу входження в синхронізм, як первинному по відношенню до процесу передачі команд управління.
В межах зазначеної проблеми необхідно провести оцінку завадозахищеності процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах дії потужних навмисних завад противника.
Метою статті є аналіз завадозахищеності процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах впливу потужної навмисної завади противника.
Методи. У роботі, на основі розробленої імітаційної моделі (ІМ) процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ, проведено низку експериментів та оцінено завадозахищеність процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ в умовах впливу потужної навмисної завади.
Результати. За допомогою розробленої ІМ проведено аналіз залежності ймовірності вірного та хибного входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ за один цикл, один підцикл та одну частотну позицію передачі від різних значень відношення потужності сигнал/шум на уражених та неуражених частотах входження для різних значень, що характеризують завадову обстановку.
Результати моделювання представлені у вигляді графіків.
Висновки. Порівняння результатів моделювання з аналітичними, підтверджує адекватність синтезованої математичної моделі процесу входження в синхронізм радіолінії управління БПЛА з ППРЧ та дозволяє визначити оптимальні, за критерієм максимальної завадозахищеності, параметри алгоритму входження в синхронізм, що будуть задовольняти поставлені вимоги до радіолінії управління БПЛА з ППРЧ.