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
A combined approach to modeling nonstationary heteroscedastic processes
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Tymoshchuk, O. L.; Huskova, V. H.; Bidyuk, P. I.; Тимощук, О. Л.; Гуськова, В. Г.; Бідюк, П. І.
EN: Context. Nonlinear nonstationary processes are observed today in various fields of studies: economy, finances, ecology, demography etc. Very often special approaches are required for model development and forecasts estimation for the processes mentioned. The modeling methodologies have to take into consideration possible uncertainties that are encountered during data processing and model structure and parameter estimation.
Objective. To develop a modified methodology for constructing models for nonlinear processes that allows for achieving high quality of forecasts. More specifically heteroscedastic processes are considered that create a wide class of nonlinear nonstationary processes and are considered in many areas of research.
Method. To reach the aim of the study mentioned the following methods are used: systemic approach to model building and forecasting, modified methodology for modeling nonlinear processes, methods for identification and taking into consideration possible uncertainties. To cope with the structural uncertainties following techniques: refinement of model order applying recurrent adaptive approach to modeling and automatic search for the “best” structure using complex statistical criteria; adaptive estimation of input delay time, and the type of data distribution with its parameters; describing detected nonlinearities with alternative analytical forms with subsequent estimation of the forecasts generated.
Results. The proposed modified methodology for modeling nonlinear nonstationary processes, adaptation scheme for model building, new model structures proposed. As a result of performing computational experiments, it was found that nonlinear models constructed provide a possibility for computing high quality forecasts for the process under study and their variance.
Conclusions. Application of the modeling methodology proposed provides a possibility for structural and parametric adaptation of the models constructed with statistical data. The models developed exhibit acceptable adequacy and quality of short-term forecasting.
UK: Актуальність. Нелінійні нестаціонарні процеси сьогодні спостерігаються в різних областях досліджень: економіка, фінанси, екологія, демографія і т. д. Дуже часто для розробки моделей і прогнозів згаданих процесів потрібні спеціальні підходи. Методології моделювання повинні враховувати можливі невизначеності, що виникають при обробці даних, структурі моделі і оцінки параметрів.
Мета роботи. Розробити модифіковану методологію побудови моделей нелінійних процесів, яка дозволяє досягти високої якості прогнозів. Більш конкретно розглянуті гетероскедастичні процеси, які створюють широкий клас нелінійних нестаціонарних процесів і розглядаються в багатьох областях досліджень.
Метод. Для досягнення мети згаданого дослідження використовуються наступні методи: системний підхід до побудови моделей і прогнозування, модифікована методологія моделювання нелінійних процесів, методи ідентифікації та врахування можливих невизначеностей. Для подолання структурних невизначеностей використовуються методи: уточнення порядку моделей з використанням періодичного адаптивного підходу до моделювання і автоматичний пошук «найкращої» структури з використанням складних статистичних критеріїв; адаптивна оцінка часу затримки введення і типу розподілу даних з їх параметрами; опис виявлених нелінейностей за допомогою альтернативних аналітичних форм з подальшою оцінкою отриманих прогнозів.
Результати. Запропоновано модифіковану методологію моделювання нелінійних нестаціонарних процесів, схему адаптації для побудови моделей, запропоновані нові модельні структури. В результаті виконання обчислювальних експериментів було виявлено, що побудовані нелінійні моделі дають можливість обчислювати прогнози високої якості для досліджуваного процесу та їх дисперсії.
Висновки. Застосування запропонованої методології моделювання дає можливість структурної та параметричної адаптації моделей, побудованих за статистичними даними. Розроблені моделі демонструють прийнятну адекватність і якість короткострокового прогнозування.
Влияние двойной химико-термической обработки на качество изготовления зубчатых колес вертолетной трансмиссии
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Кравцов, В.В.; Качан, А.Я.; Кравцов, В.В.; Качан, О.Я.; Kravtsov, V.; Kachan, A.
RU: Цель работы. Оценка влияния последовательных этапов химико-термической обработки (цементация + азотирование) на качество изготовления зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов.
Методы исследования. Микроструктура образцов зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов исследовалась на оптическом металлографическом микроскопе модели «Axio Observer. Dlm» (фирма «Karl Zeis», производитель Германия), оснащенного камерой ARTCAM-300MI (3М pix¬els progressive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); съемка образцов выполнена в отраженном свете по методам светлого поля.
Механические свойства образцов зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш после ХТО определялись по стандартной методике при испытании на растяжение по ГОСТ 1497-84 на машине ІNSТRON-8801.
Полученные результаты. На основе результатов экспериментальных исследований, показано влияние двойной химико-термической обработки на микротвердость, микроструктуру и механические свойства зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов.
Научная новизна. В данной работе экспериментально установлено влияние последовательных этапов (цементация + азотирование) химико-термической обработки на параметры качества контактных поверхностей зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов.
Практическая ценность. На основании полученных результатов эксперимента возможно разработать рациональный технологический процесс изготовления зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов, обеспечивающий высокие эксплуатационные характеристики.
UK: Мета роботи. Оцінка впливу послідовних етапів хіміко-термічної обробки (цементація + азотування) на якість виготовлення зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів.
Методи дослідження. Мікроструктура зразків зубчатих коліс із сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертольотних редукторів досліджувалась на оптичному металографічному мікроскопі моделі «Axio Observer. Dlm» (фірма «Karl Zeis», виробник Німеччина), оснащеного камерою ARTCAM-300MI (3М pixels progres¬sive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); зйомка зразків виконана у відбитому світлі за методами світлого поля.
Механічні властивості зразків зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш після ХТО визначалися за стандартною методикою при випробуванні на розтягування за ГОСТ 1497-84 на машині ІNSТRON-8801.
Отримані результати. На основі результатів експериментальних досліджень, показано вплив подвійної хіміко-термічної обробки на мікротвердість, мікроструктуру та механічні властивості зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів.
Наукова новизна. Експериментально встановлено влив послідовних етапів (цементація + азотування) хіміко-термічної обробки на параметри якості контактних поверхонь зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів.
Практична цінність. На основі отриманих результатів експерименту можливо розробити раціональний технологічний процес виготовлення зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів, який забезпечує високі експлуатаційні характеристики.
EN: Purpose. Influence estimation of consecutive stages of chemical-thermal treatment (cementation + nitriding) on the manufacture quality of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes.
Research methods . Models microstructure of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes had been researched on the optical metallographic microscope «Axio Observer. Dlm» («Karl Zeis», made in Germany), equipped with ARTCAM-300MI camera (3М pixels progressive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); shooting of models is executed in the reflected light by methods of the light field.
Mechanical properties of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш were determined after chemical-thermal treatment according to standard procedure by tensile test according to GOST 1497-84 on the ІNSТRON-8801 machine.
Results. Based on the results of experimental studies, it is shown the influence of double chemical-thermal treatment on microhardness, microstructure and mechanical properties of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Шof helicopter main gearboxes.
Scientific novelty. It was experimentally established the influence of consecutive stages (cementation + nitriding) of chemical-thermal treatment on parameters of contact surfaces quality of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes.
Practical value. On the basis of the received results of experiment it is possible to develop the rational processing of manufacturing of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes providing high operational characteristics.
Влияние расположения заготовок электродов на распределение удельной мощности в керне печи Ачесона
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Ярымбаш, Дмитрий Сергеевич; Яримбаш, Дмитро Сергійович; Yarymbash, D. S.
RU: Предлагается обладающая высокой точностью и эффективностью численной реализации 3D модель электромагнитных и термоэлектрических полей в керне печи Ачесона постоянного и переменного тока, позволяющая учесть особенности конструкции печи и боковых шинных пакетов, пространственное размещение заготовок электродов в токопроводящей пересыпке керна, температурные зависимости электромагнитных и теплофизических свойств материалов, а также технологические режимы графитации. Выполнен анализ пространственного распределения удельной мощности тепловыделения в керне при вертикальном и горизонтальном расположении заготовок электродов в керне.
UK: Запропоновано 3D модель електромагнітних та термоелектричних полів у керні печі Ачесона постійного та змінного струмів,що має високу точність і ефективність чисельної реалізації та дозволяє врахувати особливості конструкції печі і бокових шинних пакетів, просторовий розподіл заготовок електродів у струмопровідній пересипці керна, температурні залежності електромагнітних так теплофізичних властивостей матеріалів, а також технологічні режими графітації. Виконано аналіз просторового розподілу питомої потужності тепловиділення у керні при вертикальному та горизонтальному розташуванні заготовок електродів у керні.
EN: The modeling of electromagnetic and thermoelectric processes on the basis of numerical realization by finite element method of the generalized three-dimensional models of DC and AC graphitization is proposed.
The features of furnace structure and side busbar packages, spatial arrangement of the electrodes blanks in the conductive backfill of core, temperature dependence of the electromagnetic and thermal properties of materials, technological regimes of graphitization are taken into account. The high accuracy and efficiency of numerical implementation are provided.
The character and regularities of the spatial distribution of specific thermal power in the core at the vertical and horizontal location of the electrode blanks in the core are defined.
It is revealed that the specific electric resistance of the core is determined by the ratio of specific electric resistance of electrode blanks, backfill materials, shunt layers and don’t practically depend on the orientation of the electrodes blanks in the Acheson furnace.
It is found that in vertical stacking of blanks in the Acheson furnace core at diametric section blanks more heating capacity is allocated compared with the horizontal transverse stacking. Intensification of the heating, reduction in the duration the campaign and energy are provided.
Анализ двух систем массового обслуживания HE2/M/1 с обычными и сдвинутыми входными распределениями
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Тарасов, В. Н.; Тарасов, В. Н.; Tarasov, V. N.
RU: Актуальность. В теории массового обслуживания исследования систем G/M/1 и G/G/1 актуальны в связи с тем, что до сих пор не существует решения в конечном виде для общего случая при произвольных законах распределений входного потока и времени обслуживания. Рассмотрена задача вывода решения для среднего времени ожидания в очереди в замкнутой форме для двух систем с обычными и со сдвинутыми гиперэрланговскими и экспоненциальными входными распределениями.
Цель работы. Получение решения для основной характеристики системы – среднего времени ожидания требований в очереди для двух систем массового обслуживания типа G/M/1 и G/G/1 с обычными и со сдвинутыми гиперэрланговскими и экспоненциальными входными распределениями.
Метод. Для решения поставленной задачи использован классический метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли. Данный метод позволяет получить решение для среднего времени ожидания для рассматриваемых систем в замкнутой форме. Метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли играет важную роль в теории систем G/G/1. Для практического применения полученных результатов использован известный метод моментов теории вероятностей.
Результаты. Впервые получены спектральные разложения решения интегрального уравнения Линдли для двух систем, с помощью которых выведены расчетные выражения для среднего времени ожидания в очереди в замкнутой форме.
Выводы. Получены спектральные разложения решения интегрального уравнения Линдли для рассматриваемых систем и с их помощью выведены расчетные выражения для среднего времени ожидания в очереди для этих систем в замкнутой форме. Эти выражения расширяют и дополняют известные формулы теории массового обслуживания для среднего времени ожидания для систем G/M/1 и G/G/1 с произвольными законами распределений входного потока и времени обслуживания. Такой подход позволяет рассчитать среднее время ожидания для указанных систем в математических пакетах для широкого диапазона изменения параметров трафика. Все остальные характеристики систем являются производными от времени ожидания.
Кроме среднего времени ожидания, такой подход дает возможность определить и моменты высших порядков времени ожидания. Учитывая тот факт, что вариация задержки пакетов (джиттер) в телекоммуникациях определяется как разброс времени ожидания от его среднего значения, то джиттер можно будет определить через дисперсию времени ожидания.
UK: Актуальність. В теорії масового обслуговування дослідження систем G/M/1 і G/G/1 актуальні у зв’язку з тим, що на сьогодні не існує рішення в кінцевому вигляді для загального випадку при довільних законах розподілів вхідного потоку і часу обслуговування. Розглянуто задачу виведення рішення для середнього часу очікування в черзі в замкнутій формі для двох систем зі звичайними і зі зсунутими гіперерлангівськими та експонентними вхідними розподілами.
Мета роботи. Отримання рішення для основної характеристики системи – середнього часу очікування вимог в черзі для двох систем масового обслуговування типу G/M/1 і G/G/1 зі звичайними та зі зсунутими гіперерлангівськими та експонентними вхідними розподілами.
Метод. Для вирішення поставленого завдання використано класичний метод спектрального розкладання розв’язку інтегрального рівняння Ліндлі. Цей метод дозволяє отримати розв’язок для середнього часу очікування для розглянутих систем в замкнутій формі. Метод спектрального розкладання розв’язку інтегрального рівняння Ліндлі грає важливу роль в теорії систем G/G/1. Для практичного застосування отриманих результатів було використано відомий метод моментів теорії ймовірностей.
Результати. Вперше отримано спектральні розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі для двох систем, за допомогою яких виведені розрахункові формули для середнього часу очікування в черзі в замкнутій формі.
Висновки. Отримано спектральні розкладання розв’язку інтегрального рівняння Ліндлі для розглянутих систем, та з їх допомогою виведені розрахункові формули для середнього часу очікування в черзі для цих систем в замкнутій формі. Ці формули розширюють і доповнюють відомі формули теорії масового обслуговування для середнього часу очікування для систем G/M/1 і G/G/1 з довільними законами розподілів вхідного потоку і часу обслуговування. Такий підхід дозволяє розрахувати середній час очікування для зазначених систем в математичних пакетах для широкого діапазону зміни параметрів трафіку. Всі інші характеристики систем є похідними часу очікування.
Крім середнього часу очікування, такий підхід дає можливість також визначити моменти вищих порядків часу очікування. З огляду на той факт, що варіація затримки пакетів (джиттер) в телекомунікації визначається як дисперсія часу очікування від його середнього значення, то джиттер можна буде визначити через дисперсію часу очікування.
EN: Context. In queuing theory, G/M/1 and G/G/1 systems research is relevant in that there is still no solution in the final form for the general case for arbitrary laws of distributions of the input flow and service time. The problem of finding a solution for the average waiting time in queue in a closed form for two systems with ordinary and shifted hypererlangian and exponential input distributions is considered.
Objective. Obtaining a solution for the main system characteristic – the average waiting time in queue for two queuing systems of type G/M/1 and G/G/1 with ordinary and shifted hypererlangian and exponential input distributions.
Method. To solve this problem, we used the classical method of spectral decomposition of the solution of the Lindley integral equation. This method allows to obtaining a solution for the average waiting time for systems under consideration in a closed form. The method of spectral decomposition of the solution of the Lindley integral equation plays an important role in the theory of systems G/G/1. For the practical application of the results obtained, the well-known method of moments of probability theory is used.
Results. The spectral decompositions of the solution of the Lindley integral equation for a pair of dual systems are for the first time received, with the help of which the formulas for the average waiting time in a closed form are derived.
Conclusions. The spectral expansions of the solution of the Lindley integral equation for the systems under consideration are obtained and with their help the formulas for the average waiting time in the queue for these systems in a closed form are derived. These expressions expand and supplement the known queuing theory formulas for the average waiting time for G/M/1 and G/G/1 systems with arbitrary laws distributions of input flow and service time. This approach allows us to calculate the average latency for these systems in mathematical packages for a wide range of traffic parameters. All other characteristics of the systems are derived from the waiting time. In addition to the average waiting time, such an approach makes it possible to determine also moments of higher orders of waiting time. Given the fact that the packet delay variation (jitter) in telecommunications is defined as the spread of the waiting time from its average value, the jitter can be determined through the variance of the waiting time.
Получение заготовок запорного клапана из стали 08Х18Н10Т методом электрошлаковой выплавки с дополнительным подогревом расходуемого электрода (ЭШВ+ДП)
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Билоник, И.М.; Давидченко, С.В.; Билоник, Д.И.; Шумикин, С.А.; Кононенко, А.В.; Білоник, І.М.; Давидченко, С.В.; Білоник, Д.І.; Шумикін, С.О.; Кононенко, А.В.; Bilonik, I.; Davidchenco, S.; Bilonik, D.; Shumіkin, S.; Kononov, A.
RU: Цель работы. Получить методом электрошлаковой выплавки с дополнительным плазменно-дуговым подогревом расходуемого электрода (ЭШВ+ДП) заготовку клапана из стали 08Х18Н10Т. Определить параметры процесса и исследовать качество литого металла заготовки клапана.
Методы исследования. Электронная фиксация технологических параметров плавки (ток, напряжение, скорость подачи электрода, расход электроэнергии). Макро- и микроанализ структуры отливки. Металлографический метод определения объемной доли неметаллических включений. Механические испытания.
Полученные результаты. Установлено, что дополнительный плазменно-дуговой подогрев расходуемого электрода во время электрошлаковой выплавки позволяет увеличить допустимую скорость наплавления слитка до 20 %, снизить при этом удельный расход электроэнергии на 15–17 %. Качество металла полученной заготовки клапана полнстью отвечает требованиям ГОСТ 5632-72, ГОСТ 25054-81.
Научная новизна. Впервые показана возможность повышения технико-экономических показателей электрошлакового процесса при сохранении свойств качества металла. Способ ЭШВ+ДП защищен авторским свидетельством.
Практическое значение. На основании приведенных в статье данных можно значительно расширить сферу применения технологии ЭШВ+ДП для получения широкой номенклатуры деталей.
UK: Мета роботи. Отримати методом електрошлакової виплавки з додатковим плазмово-дуговим підігрівом електрода, що витрачається, (ЕШВ + ДП) заготовку клапана зі сталі 08Х18Н10Т. Визначити параметри процесу і дослідити якість литого металу заготовки клапана.
Методи дослідження. Електронна фіксація технологічних параметрів плавки (струм, напруга, швидкість подачі електрода, витрата електроенергії). Макро- і мікроаналіз структури виливки. Металографічний метод визначення об’ємної частки неметалічних включень. Механічні випробування.
Отримані результати. Встановлено, що додатковий плазмово-дуговий підігрів електрода,що витрачається, під час електрошлакової виплавки дозволяє збільшити допустиму швидкість наплавлення злитка до 20 %, знизити при цьому питому витрату електроенергії на 15–17 %. Якість металу отриманої заготовки клапана повністю відповідає вимогам ГОСТ 5632-72, ГОСТ 25054-81.
Наукова новизна. Вперше показана можливість підвищення техніко-економічних показників електрошлакового процесу при збереженні властивостей якості металу. Спосіб ЕШВ + ДП захищений авторським свідоцтвом.
Практичне значення. На підставі наведених у статті даних можна значно розширити сферу застосування технології ЕШВ + ДП для отримання широкої номенклатури деталей.
EN: Purpose. To obtain by the method of electroslag smelting with additional plasma-arc heating of the consumable electrode (ESS + AH) billet of valve from steel 08Х18Н10Т. Determine the process parameters and examine the quality of the cast metal billets of valve.
Research methods. Electronic fixation of melting technological parameters (current, voltage, electrode feed rate, power consumption). Macro and microanalysis of the casting structure. Metallographic method for determining the volume fraction of non-metallic inclusions. Mechanical testing.
Results. It was established that additional plasma-arc heating of the consumable electrode during electroslag smelting can increase the allowable fusion rate of the ingot to 20 %, while reducing the specific power consumption by 15–17 %.The quality of the metal obtained billet of valve fully meets the requirements of GOST 5632-72, GOST 25054-81.
Scientific novelty. For the first time, the possibility of improving the technical and economic indicators of the electroslag process while maintaining the quality properties of the metal is shown. The way ESS + AH is protected by copyright certificate.
Practical meaning. Based on the data provided in the article, it is possible significantly expand the scope of application of ESS + AH technology to obtain a wide range of parts.