Academic literature on the topic 'Методи розрахунку'

У часи ринкових відносин виключно велику роль відіграє аналіз прибутковості і рентабельності виробництва. Аналіз рентабельності допомагає отримати максимальне число ключових складових, які дають реальну і найбільш повну картину фінансового становища підприємства, його прибутковість або збитковість, змін в структурі активів і пасивів, у розрахунках з дебіторами і кредиторами. Це пояснює часте використання методів фінансового аналізу при складанні фінансових звітів підприємств для прийняття рішень по оптимізації виробничих потужностей.

Метою роботи є полягає у підвищенні міцнісної надійності виробів електроніки, що мають циліндричну форму, на прикладі резисторів, фоторезисторів та конденсаторів, за рахунок розробки і удосконалення теоретико-експериментальних методів розрахунку на міцність. Методи, що використовувались при проведенні досліджень: аналіз статичної міцності; методи опору матеріалів, методи розв’язання задач теплопровідності; експериментальні дослідження електротезометричним методом; вимірювальні експериментальні засоби: вольтметри, генератори, осцилографи, вакуумна установка. Експериментальні дослідження проводились у лабораторії статичної і динамічної міцності виробів радіоелектроніки Хмельницького національного університету.

Дисертацію присвячено розробці математичних моделей процесів формування і експлуатації підземних сховищ газу, створених в водоносних структурах в умовах пружного і пружноводонапірного режимів роботи. Проведено дослідження проникності пористого середовища на лабораторній моделі з врахуванням залишкової водонасиченості породи. Розроблено математичні моделі гідрогазодинамічних процесів в покладі для умов пружного і пружноводонапірного режимів роботи і розроблено методи їх реалізації. На основі аналізу результатів досліджень встановлено, що характерною ознакою режиму роботи покладу є безрозмірний час експлуатації. Запропоновано методику розрахунку режимів формування і циклічної експлуатації сховищ в водоносних структурах. Ключові слова: депресія тиску, швидкість фільтрації, проникність.<br>Диссертация посвящена разработке математических моделей процессов формирования и эксплуатаци подземных хранилищ газа, созданных в структурах с подвижными контурными водами в условиях упругого и упруговодонапорного режимов работы. Построена математическая модель процесса фильтрации воды и газа в пористой среде продуктивного горизонта залежи и предложены методы ее реализации. Разработана адаптивная математическая модель формирования и циклической эксплуатации подземного хранилища газа в условиях упругого и упруговодонапорного режимов. Проведены экспериментальные исследования проницаемости пористой среды на лабораторной модели с учетом остаточной водонасыщенности породы. Установлены зависимости фазовых проницаемостей пористой среды от остаточной водонасыщенности. Предложена методика расчета режимов формирования и циклической эксплуатации хранилищ в структурах с подвижными контурными водами, которая утверждена в качестве руководящего документа НАК "Нафтогаз України" Прогнозирование режимов работы подземных хранилищ газа на основании предложенной методики производится в УМГ "Львовтрансгаз" и " Прикарпатттрансгаз".<br>The thesis is devoted to development of mathematical models of processes of forming and exploitation of underground gas storage created in patterns with movable contour waters in conditions of elastic water drive of modes of operations. The permeability surveys of a porous medium on laboratory model are held in view of residual water saturarion of formation. The mathematical models of hydrogasodynamic of processes in reservoir for conditions of elastic water drive of modes of operations are designed and it is offered methods of their realization. On the basis of analysis of results of studies is established, that the characteristic attribute of mode of operations of reservoir is dimensionless time of exploitation. The method of application of account of conditions forming and cyclic exploitation of farms in patterns with movable coniour waters is proposed.

У дисертаційній роботі отримано якісно нові експериментальні та теоретичні підходи щодо методів розрахунку ресурсу штанг широкозахватних сільськогосподарських обприскувачів з урахуванням експлуатаційних силових і фізико-хімічних факторів. Встановлено механізми корозійного руйнування металу каркасу секції штанги обприскувача в середовищах насичених розчинів інсектициду Нурел Д і рідкого комплексного добрива КАС-32. Проведено дослідження та оцінено вплив цих середовищ на втомну та корозійно-втомну довговічність сталі Ст3пс каркасу секції штанги, а також на характеристики її тріщиностійкості за циклічного навантаження. Побудовано розрахункову модель для визначення ресурсу роботи елементів штанг обприскувачів при циклічних експлуатаційних навантаженнях. Сформульовано метод розрахунку залишкового ресурсу штанги обприскувача за маневрового режиму навантаження на основі відомого енергетичного підходу. Запропоновано оригінальну розрахункову модель для визначення ресурсу роботи штанги при поєднанні впливу експлуатаційних силових і фізико-хімічних факторів. Сформульовано метод розрахунку залишкового ресурсу штанги при навантаженні металоконструкції за схемою маневрового режиму та врахуванні механізму дії корозійного середовища розчину інсектициду Нурел Д. Розроблено нову конструкцію підвіски штанги, яка підвищує її стабілізаційні властивості при збуренні коливань різними агрофонами, для якої побудовано оригінальні динамічні моделі її роботи. Матеріали теоретичних основ, методики розрахунків та проведення експериментальних досліджень передані та використовуються конструкторськими бюро машинобудівних заводів.<br>Completely new experimental and theoretical approaches to the durability calculation methods of the broadcast booms of agricultural spraying machines taking into account operational and physical-chemical factors have been obtained in the thesis under discussion. Some mechanisms of metal corrosion failure of the sprayer boom section frame in the saturated insecticide Nurelle D solutions and liquid complex fertilizer UN-32 media have been determined. The most intensive corrosion of the steel Ст3пс has been found to occur in the demineralized water. During the first 24 hours the velocity in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and also liquid complex fertilizer UN-32 is approximately 23 and 53% lower respectively. The similar tendencies have been observed under long-term exposition conditions as well: the highest speed of steel corrosion was observed in the demineralized water, lower speed was observed in insecticide Nurelle D, and the lowest – in the liquid complex fertilizer UN-32 medium whose composition includes an inhibitor (compounds of ammonia phosphate). The necessary studies have been carried out and the influence of these media on both the fatigue and corrosion-fatigue durability of steel Ст3пс of the boom section frame and on the characteristics of its crack resistance under cyclic loading conditions as well has been estimated. It has been found that corrosion-fatigue resistance of steel Ст3пс in the corrosion media of demineralized water and in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and liquid complex fertilizer UN-32 is being decreased in comparison with the air: the conventional border of corrosion fatigue was 1,4 times lower in the demineralized water, and in the saturated solutions of insecticide Nurelle D and liquid complex fertilizer UN-32 was 1,8 and 6,4 times lower respectively. The calculation model to determine the service life of sprayer booms components under cyclic operational load conditions has been constructed. It was found that the service life was mainly determined by the period of fatigue crack initiation which was more than twice less than the specified one. The calculation method of residual service life of the sprayer boom under maneuver loading mode conditions has been developed on the basis of the well-known energy approach. The method under discussion has revealed that the above-mentioned mode in case of sprayers broadcast booms (of certain parameters) made of steel Ст3пс can reduce its residual service life in approximately three times. A nontraditional calculation model to determine the boom service life involving the combination of operational and physical-chemical factors has been proposed. Here, the boom service life is represented as a sum of periods of crack initiation and subcritical growth in the weakest boom component. Under specified possible operational conditions (cyclic loading and corrosion medium Nurelle D) the boom service life of 836 operation hours has been found (approximately 1,5 seasons). It is completely unsatisfying service life in comparison with the standard service life of the sprayers – 7 seasons, and has proved the need of the boom vibrations removal, its strengthening and service life increase. The calculation method of the sprayer boom residual service life at the metal structure loading under maneuver mode conditions and taking into account the mechanism of insecticide Nurelle D solution corrosion medium action has been developed. It was found that under such conditions of the sprayer operation the boom residual service life was 5 times lower. A new design of the boom downpipe which has increased its stabilization characteristics under oscillations caused by different agricultural background conditions has been developed. Some completely new dynamic models of operation have been constructed for the above-mentioned boom downpipe. The theoretical papers, calculation methods and experimental tests procedures have been used by the design bureaux of machine building plants.<br>ВСТУП . 24 РОЗДІЛ 1. 35 АНАЛІЗ ПРОБЛЕМ ЩОДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИСОКОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ ПРИ ХІМІЧНОМУ ЗАХИСТІ РОСЛИН. 35 1.1 Узагальнення методів захисту рослин та оцінка ефективності роботи обприскувачів . 36 1.2 Дослідження впливу роботи розпилюючих органів на технічну ефективність обприскування . 46 1.3 Аналіз конструкцій підвісок для забезпечення стабілізації штанги у заданому положенні. 62 1.4 Дослідження характерних поломок каркасів штанг під впливом корозійно-експлуатаційних факторів. 81 1.5 Висновки до розділу 1. 88 РОЗДІЛ 2. 90 КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ СТАЛІ КАРКАСУ ШТАНГИ ОБПРИСКУВАЧА У РІДКИХ СЕРЕДОВИЩАХ КОМПЛЕКСНОГО ДОБРИВА ТА ЗАСОБУ ЗАХИСТУ РОСЛИН . 90 2.1 Корозійна активність агрохімікатів і засобів захисту рослин. 90 2.2 Об’єкт, матеріал та середовища для випробувань . 95 2.3 Методики корозійних, електрохімічних та імпедансних випробувань за дії рідких корозійно-активних середовищ. 97 2.4 Особливості корозійної та електрохімічної поведінки сталі у рідких середовищах комплексного добрива та засобу захисту рослин . 104 2.5 Корозійна стійкість покриття каркасу штанги обприскувача. 112 21 2.6 Висновки до розділу 2. 117 РОЗДІЛ 3. 119 ВПЛИВ КОРОЗІЙНО-АКТИВНИХ СЕРЕДОВИЩ НА ВТОМНЕ РУЙНУВАННЯ ТА ЦИКЛІЧНУ ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ КОНСТРУКЦІЙНОЇ ВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ КАРКАСА ШТАНГИ ОБПРИСКУВАЧА. 119 3.1 Об’єкти, матеріали та середовища для випробувань . 119 3.2 Методичні аспекти випробувань на втомну та корозійно-втомну довговічність, а також визначення характеристик тріщиностійкості . 120 3.3 Вплив корозійно-активних середовищ на особливості втомного руйнування тривало експлуатованої вуглецевої сталі для штанг обприскувачів . 126 3.4 Корозійно-втомна тріщиностійкість сталі каркаса штанги обприскувача . 144 3.5 Висновки до розділу 3. 148 РОЗДІЛ 4. 149 ОЦІНЮВАННЯ РЕСУРСУ (ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ) КАРКАСІВ СЕКЦІЙ ПОЛЬОВИХ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ ЗА ЗМІННИХ В ЧАСІ НАВАНТАЖЕНЬ. 149 4.1 Основні чинники впливу на ресурс матеріалів і елементів конструкцій. 150 4.2 Застосування енергетичного підходу до дослідження втомного руйнування матеріалів. 153 4.3 Застосування енергетичних підходів в сучасній теорії тріщин . 162 4.4 Оцінка ресурсу (залишкового ресурсу) широкозахватних штанг польових обприскувачів. 173 4.5 Визначення залишкового ресурсу елементів широкозахватних штанг польових обприскувачів з малими тріщинами. 186 22 4.6 Оцінка залишкового ресурсу штанги польового обприскувача за маневрового режиму навантаження. 193 4.7 Висновки до розділу 4. 201 РОЗДІЛ 5. 202 ВПЛИВ КОРОЗІЙНО-АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩ НА ЗАЛИШКОВИЙ РЕСУРС ШИРОКОЗАХВАТНИХ ШТАНГ ЗА МАНЕВРОВОГО РЕЖИМУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ . 202 5.1 Стан проблеми. 203 5.2 Аналітичний опис процесів електрохімічної корозії . 209 5.3 Розподіл іонів водню в електроліті по глибині тріщини. 212 5.4 Визначення концентрації водню в зоні передруйнування біля вершини корозійно-втомної тріщини . 217 5.5 Прогнозування ресурсу (залишкового ресурсу) широкозахватних штанг польових обприскувачів з врахуванням дії корозійних середовищ. 223 5.6 Вплив корозійних середовищ, нерівностей поля і коливання штанги на її залишковий ресурс . 232 5.7 Розрахункова модель для визначення залишкового ресурсу штанги з гасниками коливань при дії корозійного середовища та нерівностей поля . 240 5.8 Висновки до розділу 5. 250 РОЗДІЛ 6. 252 ВДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ШТАНГИ ШИРОКОЗАХВАТНОГО СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ОБПРИСКУВАЧА. 252 6.1 Дослідження впливу коливань штанги на рівномірність обприскування сільськогосподарських культур. 252 6.2 Розробка пристроїв для стабілізації штанги . 267 6.3 Аналіз роботоздатності незалежної маятникової підвіски. 275 23 6.4 Дослідження кінематичних параметрів підвіски при маневровому режимі навантаження . 291 6.5 Дослідження згинальних коливань секцій штанги у поперечно- вертикальній площині. 298 6.6 Розрахунок та аналіз напружено-деформованого стану штанги засобами автоматизованого проектування. 306 6.7 Висновки до розділу 6. 312 РОЗДІЛ 7. 314 ПРОГРАМА, МЕТОДИКА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ШТАНГОВИХ ОБПРИСКУВАЧІВ . 314 7.1 Програма та методика проведення експериментальних досліджень штангових обприскувачів . 314 7.2 Методика підготовки тензометричного обладнання для виконання експериментальних досліджень . 322 7.3 Проведення експериментальних досліджень. 343 7.3.1 Методика та проведення натурного польового експерименту обприскувача ОШМ-600 . 343 7.3.2 Методика та проведення натурного польового експерименту обприскувачів ОПШ-3524 і ОПК-2000. 348 7.4 Лабораторні та польові експериментальні дослідження розробленої підвіски штанги обприскувача . 361 7.5 Статистична обробка результатів експерименту. 369 7.6 Висновки до розділу 7. 375 ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ. 376 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. 382 ДОДАТКИ . 412

В результаті комплексних економічних перетворень, які відбуваються в Україні, впроваджуються існуючі моделі та механізми побудови сучасних економічних відносин як у державі, так і на підприємстві. Відповідно, будь-який підприємець розуміє, що для подальшої прибуткової діяльності, насамперед, необхідно досконало управляти виробничо-господарською діяльністю. Важливе місце при цьому належить проектному управлінню.

Дисертаційна робота присвячена розробці чисельних і аналітичних методів розрахунку коефіцієнта інтенсивності напружень, (КІН) для некласичних проблем механіки руйнування, зокрема, для тріщин складної форми та для тріщин в тонкостінних конструкціях з врахуванням геометричної нелінійності, (ГН). Представлена модифікація методу Вільямса, що враховує затухаючі на нескінченності члени. Досліджено межі та надані рекомендації щодо застосування даного методу. Розроблено аналітичний метод розрахунку КІН в трубах з довгими осьовими поверхневими тріщинами з врахуванням ГН в залежності від внутрішнього тиску. Наведено результати верифікації величин КІН з отриманими в роботі чисельними розв’язками МСЕ. Побудовані чисельні моделі для розрахунку КІН та розкриття берегів тріщин в ГН постановці для наскрізних тріщин в залежності від змінної величини осьової сили. Побудована апроксимаційна формула, що описує вплив ГН ефекту для узагальненої осьової сили та безрозмірної довжини тріщини. Показана значимість ефекту для реальних лабораторних експериментів. Розроблено універсальний напіваналітичний метод розв’язку інтегро-диференційного рівняння теорії пружності для плоских тріщин нормального відриву довільної форми. Для перевірки аналітичних результатів побудовані чисельні моделі МСЕ для тріщин різної форми, наприклад, для прямокутної, внутрішньої півелітичної тріщини, тощо, та проведено співставлення результатів. Проведені практичні розрахунки КІН в часі для елементів конструкцій АЕС для різних сценаріїв протікання аварійних ситуацій. Створено ряд імітаційних моделей з вбудованою тріщиною, для якої розрахунки КІН проводилися методами нелінійної механіки руйнування. Для тріщин, що проходять через наплавлений матеріал, де відбувається стрибки напружень, обґрунтовано застосування методу функцій впливу, для чого розроблено аналітико-чисельну процедуру, що використовує частково неперервні базові закони навантаження.<br>The dissertation is dedicated to the development of numerical and analytical methods for calculating the stress intensity factor (SIF) for nonclassical problems of fracture mechanics, in particular, for cracks of complex shape and for cracks in thin structures with taking into account geometric nonlinearity (GN) and their applications in various industries, in particular, for nuclear power plants, for calculation of the elements of the reactor unit. A modification of Williams's method is presented, which describes the stress state in the crack tip. For modification of the classical approach in the considered method the additional members were presented, which are infinite in the crack tip, but attenuate at infinity. The main idea of the method is to divide the whole area of the body into two separate parts – internal one, which embraces the tip of the crack, and the external one. In the inner area, only the classic Williams functions are used, and in the outer area both the classical members and additional ones are used. At the boundary between the selected subdomains, the conjugation conditions are to be fulfilled, the essence of which is to equalize here the stresses and displacements. The very high efficiency of this method is shown for bodies that have the shape of a circle, or are infinite, where almost exact values (up to 6-7 digits) are achieved when using no more than 12-16 members of the expansion. However, for a very elongated rectangular body the method gives much worse results, and the error can reach up to 2%. The practical significance of the proposed approach consists in the obtaining the simple and effective tool for testing the capabilities of commercial packages for calculating the parameters of fracture mechanics, which, as we know, do not always provide the correct results for case when load is applied on the crack surfaces. A thin-walled pipe with a long surface crack is considered. The pipe, surface of which may contain the initial deviation form ideal circle, is loaded by inner pressure. In first time the problem of determining the SIF was considered in a geometrically nonlinear formulation, when changes in the geometry of the body in the process of deformation are accounted for linear material behavior. Based on the Chen-Finnie method, which considers the crack as concentrated compliance, and on original solution for geometrically nonlinear behavior of curved initially distorted beam, the compact analytical formulas are obtained, which gives the value of SIF for each value of inner pressure. Comparison of the analytical results with those obtained by careful numerical FEM analysis, on the one hand, showed their good correspondence, and therefore the accuracy and efficiency of both the analytical and numerical procedures are confirmed. On the other hand, for the first time in the scientific literature, the value of SIF in a geometrically nonlinear formulation are obtained for surface cracks in slightly distorted cylindrical shell with surface long crack. It was shown that even for perfectly circular pipes having the cracks with depth up to half of the thickness of pipe walls, loaded by moderate level of inner pressure, the geometrical nonlinear values of SIF can be 10-15% less than those at linear approach application. This is very significant practical result. Another geometrically nonlinear problem is numerically investigated by known commercial FEM software for the through crack, which is loaded by a significant value of additional longitudinal force (the main factor of geometric nonlinearity considered) and small value of internal pressure (linear consideration). This statement distinguished this task from research conducted at NASA (USA), where the pressure and axial force were proportional as to pipe with closed ends. The geometric nonlinearity of the study is investigated through an incremental increase in loads and the corresponding recalculation of the SIF for the already taken into account changes in the deformed geometry (curvature). A number of tasks for determining the SIF for different pipe radii and dimensionless force values were calculated. Dimensionless parameters, which characterize the deviation of the values of SIF from the linear one, are numerically determined. Application of least square method allowed to suggest the simplified analytical formula for calculation of these deviations. These results are of great theoretical and practical importance. In particular, it is shown that for real pipes the neglecting by influence of axial force in usual approach may lead to 4-6% error of SIF determination. It is noted that additional account for large values of pressure, possible plastic deformations, may further reduce the actual values of SIF. Thus, the significance of the problems and the need for further research in this direction are shown. The necessity of analysis of flat cracks of non-canonical shape in three-dimensional bodies is noted. This is due to the fact that almost all existing solutions in the literature and reference results in normative documents are given for cracks that have shape of an ellipse or its part. However, real cracks detected by non-destructive testing are irregularly shaped cracks. Therefore, it is necessary to create the analytical methods that would allow to assess the impact of the crack shape, and to verify them with careful numerical procedures by FEM. For this purpose, flat internal cracks in infinite 3D body are considered. The formulation of problems for them is reduced to well-known integro-differential equation of the theory of elasticity. Note, that exact fundamental analytical solutions of which exist only for a circular crack and only for some simple laws of loading for an elliptic crack. A universal semi-analytical method for solving the integro-differential equation of the theory of elasticity for plane cracks of normal separation of arbitrary shape has been developed. It is proposed to consider the displacement of the crack edges as a product of a certain function of the crack shape, which satisfy to known asymptotic behavior of the displacement field near the crack front, and a certain polynomial series. As for the functions of the form, three variants of their choice were investigated - a) classical, which depends on the squares of ratio of radial coordinate of the considered point, and the corresponding coordinate of contour point; b) multiplicative, based on the product of equations describing the straight sections of the crack contour, and c) the original Oore-Burns function, which is an integral of the crack contour from the inverse square of the distance of the considered point to each point of the contour. The results showed that the greatest accuracy is achieved by application of hypersingular approach with Oore-Burns function of form. The verification of results was performed for elliptic crack, semielliptic inner crack, rectangular crack. The results were compared with numerical ones calculated by FEM. Practical calculations of SIF dependance with time for NPP reactor ant its elements for different scenarios of emergency situations are carried out. A number of simulation models with a built-in crack have been created, for which SIF calculations were performed by nonlinear FEM analysis. For cracks going through the cladding, where stress jumps occur, the method of influence functions is elaborated, and analytical-numerical procedure used piece-wise continuous basic laws of loading. Practical calculations were performed for the nozzle of reactor vessel, the cylindrical part of vessel, the core barrel and core baffle. These calculations were used to justify the extension of the service life of several units of Ukrainian NPPs.<br>Диссертационная работа посвящена разработке численных и аналитических методов расчета коэффициента интенсивности напряжений, (КИН) для неклассических проблем механики разрушения, в частности, для трещин сложной формы и для трещин в тонкостенных конструкциях с учетом геометрической нелинейности, (ГН). Представлена модификация метода Вильямса, что учитывает затухающие на бесконечности члены. Исследованы границы и даны рекомендации о применении данного метода. Разработан аналитический метод расчета КИН в трубах с длинными осевыми поверхностными трещинами с учетом ГН в зависимости от внутреннего давления. Результаты хорошо коррелируют с полученными в роботе численными решениями МКЭ. Построены численные модели для расчета КИН и раскрытия берегов трещин в ГН постановке для сквозных трещин в зависимости от переменной величины осевой силы. Построена апроксимационная формула, что описывает влияние ГН эффекта для обобщенной осевой силы и безразмерной длины трещины. Показана значимость эффекта для реальных лабораторных экспериментов. Разработан универсальный полуаналитический метод решения интегро-дифференциального уравнения теории упругости для плоских трещин нормального отрыва произвольной формы. Для проверки аналитических результатов построены численные модели МКЭ для трещин разной формы, например, для прямоугольной, внутренней полуэллиптической трещины, и др., и проведено сопоставление результатов. Проведены практические расчеты КИН во времени для элементов конструкций АЭС для разных сценариев прохождения аварийных ситуаций. Для этого создан ряд имитационных моделей со встроенной трещиной, для которой расчеты КИН проводили методами нелинейной механики разрушения. Для трещин, что проходят через наплавленный материал, где происходят скачки напряжений, обосновано применение метода функций влияния, для чего разработано аналитико-численную процедуру, что использует частично непрерывные базовые законы нагружения.