Визначення математичним моделюванням ефективності підсилення сталевими обоймами цегляних колон вбудованих споруд цивільного захисту

This study’s object is brick structures for multi-story residential construction. In such buildings it is necessary to arrange built-in protective structures for civil defense. As a result of prolonged temperature and humidity exposure, wetting and destruction of brickwork may occur. Solving this problem requires devising measures to isolate brickwork from external influences, as well as, if necessary, options for strengthening damaged structures. One of the results of this work is the identification of principal damage based on analysis of the consequences of prolonged temperature and humidity exposure to complexly loaded brick structures (walls, partitions, columns) of a public facility. This is frost-related damage up to 40% of the initial cross-section, which is mainly associated with different porosity of the brick and the influence of atmospheric precipitation. The next result of the work is proposals for increasing the bearing capacity of damaged brickwork using tie clips from rolled steel elements. A qualitative feature of the proposal is the recommendations for installing these clips, which allow them to be included in joint work with existing brick elements. This qualitative distinctive feature was confirmed by mathematical numerical modeling of the increase in the bearing capacity of reinforcement brick structures. From a scientific perspective, different initial stress-strain states of brick structures and steel elements at the time of ensuring their joint operation were taken into account. After the installation of steel clips, the maximum compressive stresses in the brickwork decreased by 28.6%. The results could be applied when installing reinforcements with steel clips for damaged compressed brick structuresОб’єктом дослідження є цегляні конструкції багатоповерхових житлових будівель. У таких будівлях по сучасним вимогам необхідно влаштовувати вбудовані захисні споруди цивільного захисту. Внаслідок тривалого температурно-вологісного впливу можливе намокання та руйнування цегляної кладки. Вирішення цієї проблеми вимагає розробки заходів із ізоляції цегляної кладки від зовнішніх впливів, а також за необхідності варіантів підсилення пошкоджених конструкцій. Одним із результатів роботи є виявлення на основі аналізу наслідків тривалих температурно-вологісних впливів на цегляні складнонавантажені конструкції (стіни, перегородки, колони) громадської будівлі основних їх пошкоджень. Ними є морозобійне руйнування до 40% початкового поперечного перерізу, що в основному пов'язано з різною пористістю цегли та впливом атмосферних опадів. Наступним результатом роботи є пропозиції щодо підвищення несучої здатності пошкодженої цегляної кладки за допомогою стяжних обойм з прокатних сталевих елементів. Якісною особливістю пропозиції є рекомендації з монтажу цих обойм, що дозволяють забезпечити включенням їх у спільну роботу з існуючими цегляними елементами. Дану якісну відмінну рису підтверджено шляхом математичного чисельного моделювання підвищення несучої здатності підсилених сталевими обоймами цегляних конструкцій. У науковому аспекті під час моделювання враховано різні початкові напружено-деформовані стани цегляних конструкцій і сталевих елементів підсилення на момент забезпечення сумісної їх роботи. Визначено, що після влаштування сталевих обойм підсилення максимальні напруження стиску у цегляній кладці зменшилися на 28,6%. Отримані результати доцільно застосовувати під час влаштування підсилень сталевими обоймами пошкоджених стиснутих цегляних конструкці

Визначення ефективності застосування композиції біопар в технологіях антимікробної обробки флісових матеріалів військово-цивільного призначення

This study’s object is the processes of antimicrobial treatment of fleece materials for military-civilian purposes. The issue addressed is the high vulnerability of fleece materials to bacterial and fungal contamination in intensive use. This reduces their hygienic characteristics, durability, and safety. The effectiveness of using the composition of biological surface-active substances (biosurfactants) with a concentration of 2.5 g/l has been carried out for the technologies of antimicrobial treatment of fleece materials for military-civilian purposes. The effect of biosurfactant composition on the preservation of antimicrobial activity against a wide range of microorganisms (Acinetobacter spp., Enterococcus faecalis, Micrococcus spp., Staphylococcus epidermidis, Proteus vulgaris, Aspergillus) was studied. The results indicate a decrease in the bacterial load to the level of 101–102 CFU/ml and a significant reduction or complete elimination of fungal contamination (up to 103 CFU/ml). The findings are attributed to the ability of biosurfactant to destroy cellular membranes of microorganisms, which provides increased biocidal resistance of the material. A feature of the results is the achievement of a pronounced antimicrobial effect while maintaining the physical and mechanical properties of the fabric. After treatment, a slight increase in bending stiffness (10–20%) was observed, the wrinkle resistance coefficient was 44–72%. This ensures the proper level of comfort and functionality of the products. The practical significance relates to the possibility of implementing the designed technological solutions in the production of military and civilian clothing, which is operated under conditions of increased requirements for hygiene, thermal insulation, and durability, enabling consumer protection from microbial contaminationОб’єктом дослідження є процеси антимікробної обробки флісових матеріалів військово-цивільного призначення. Проблемою, що потребувала вирішення, є висока вразливість флісових матеріалів до бактеріального й грибкового забруднення в умовах інтенсивної експлуатації. Це знижує їх гігієнічні характеристики, довговічність та безпечність використання. Проведено аналіз ефективності застосування композиції біологічних поверхнево-активних речовин (біоПАР) концентрацією 2,5 г/л у технологіях антимікробної обробки флісових матеріалів військово-цивільного призначення. Досліджено вплив композиції біоПАР на збереження антимікробної активності проти широкого спектра мікроорганізмів (Acinetobacter spp., Enterococcus faecalis, Micrococcus spp., Staphylococcus epidermidis, Proteus vulgaris, Aspergillus). Отримані результати свідчать про зниження бактеріального навантаження до рівня 10¹–10² КУО/мл та істотне зменшення або повне усунення грибкової контамінації (до 10³ КУО/мл). Отримані результати пояснюються здатністю біоПАР руйнувати клітинні мембрани мікроорганізмів, що забезпечує підвищену біоцидну стійкість матеріалу. Особливістю отриманих результатів є досягнення вираженого антимікробного ефекту за умов збереження фізико-механічних властивостей тканини. Після обробки спостерігалося незначне підвищення жорсткості при згині (10–20 %), коефіцієнт незминальності становив 44–72 %. Це забезпечує належний рівень комфорту та функціональності виробів. Практична цінність полягає у можливості впровадження розроблених технологічних рішень у виробництво військово-цивільного одягу, що експлуатують в умовах підвищених вимог до гігієнічності, теплоізоляції та довговічності, забезпечуючи захист споживачів від мікробної контамінації

Побудова моделі сталої інноваційної екосистеми університету: механізми інтеграції та комерціалізації

This study's object is the university innovation ecosystem as an organizational and structural entity aimed at supporting startups and innovation activities. The task addressed concerns the fragmentation and lack of coordination among the innovation units of universities, which complicates the commercialization of scientific developments and reduces the effectiveness of innovation-driven growth. A model of a sustainable university innovation ecosystem has been constructed, incorporating three cycles of interaction among infrastructural components. The proposed model enables a systematic organization of the processes of selection, support, and commercialization of startup projects through the involvement of both internal and external innovation flows. A key component of the model is legal support for startups at all stages, as well as a re-entry mechanism that allows projects to return to the system for refinement and increased market readiness. The model aligns with the global Sustainable Development Goals (SDGs 4, 9, and 17), which reinforces its strategic orientation. A three-cycle model of a sustainable university innovation ecosystem is proposed and tested, ensuring the integration of innovation units and promoting the effective commercialization of startups. The uniqueness of the model is its structured architecture, cyclical logic, clear division of roles among innovation units, and the built-in legal mechanism that enables sustainable development and addresses the problem of disconnectedness. The model is applicable for implementation at universities that possess a basic infrastructure for innovation and seek to enhance the effectiveness of research commercializationОб’єктом дослідження є інноваційна екосистема університету як організаційно-структурне утворення, орієнтоване на підтримку стартапів та інноваційної діяльності. Проблема, що вирішувалася: фрагментарність та неузгодженість взаємодії між інноваційними підрозділами університетів, що ускладнює комерціалізацію наукових розробок і знижує ефективність інноваційного розвитку. Розроблено модель сталої інноваційної екосистеми університету, яка включає три цикли взаємодії між інфраструктурними елементами. Запропонована модель дає змогу системно організувати процес відбору, супроводу та комерціалізації стартап-проєктів із залученням внутрішніх і зовнішніх інноваційних потоків. Важливою складовою моделі є юридичний супровід стартапів на всіх етапах і механізм повторного входження проєктів до системи для вдосконалення та підвищення їхньої ринкової готовності. Модель враховує глобальні цілі сталого розвитку (ЦСР 4, 9, 17), що посилює її стратегічну орієнтацію. Запропоновано та апробовано трициклову модель сталої інноваційної екосистеми університету, яка забезпечує інтеграцію інноваційних підрозділів та сприяє ефективній комерціалізації стартапів. Особливість моделі полягає у її структурованості, циклічному характері, чіткому розмежуванні ролей інноваційних підрозділів і вбудованому юридичному механізмі, що забезпечує сталість розвитку та вирішує проблему роз’єднаності. Модель придатна для впровадження в університетах, які мають базову інфраструктуру інноваційної діяльності та потребують підвищення ефективності комерціалізації розробо

Застосування методу аналізу розмірностей у реалізації газогідратної технології транспортування і зберігання природного газу

This study’s object is the process parameters for the forced conservation of gas hydrate by a layer of ice to ensure its stability under non-equilibrium conditions. These conditions are atmospheric pressure and a slight negative temperature. However, the application of water in the liquid phase and its subsequent crystallization, with the release of a corresponding amount of process energy, is accompanied by the dissociation of the surface layer of gas hydrate, and therefore the loss of gas. A decrease in the melting level of gas hydrate could be achieved by increasing the cooling level of gas hydrate structures. However, this increases the operating costs of the technology. This paper proposes a variant for substantiating the process parameters for the forced conservation of natural gas hydrate structures. To this end, by using the dimensionality analysis method, dimensionless complexes were established: Fourier criterion (Fo); criterion characterizing the relative thermal conductivity of bodies (Kε), Kosovich criterion (Ko), dimensionless temperature criterion Θ1/Θ0 and the criterion equation. The coefficient and degrees of dimensionless complexes in the criterion equation were experimentally determined. They make it possible to describe the process of forced conservation of gas hydrate structures regardless of size and shape. The application of dimensionless dependences and criterion equations could make it possible to determine in a simplified form parameters for the technological process of industrial production of gas hydrate structures with the required properties (stability during transportation and storage under non-equilibrium thermobaric conditions without gas loss). Based on experimental studies, the limits of the applied parameters of the stability of gas hydrate structures under non-equilibrium conditions have been established. For them, the criterion of dimensionless temperature Θ1/Θ0 is within 0.02–0.04Об’єктом дослідження були параметри процесу примусової консервації газогідрату шаром льоду для забезпечення його стабільності в нерівноважних умовах. Такими умовами є атмосферний тиск і незначна від’ємна температура. Однак нанесеня води в фазі рідини і подальша її кристалізація, з виділенням відповідної кількості енергії процесу, супроводжується дисоціаціацією поверхневого шару газогідрату, а отже втратою газу. Зниження рівня плавлення газогідрату можна досягти підвищенням рівня охолодження газогідратних структу. Однак це підвищує операційні витрати технології. В роботі запропоновано варіант обгрунтвання параметрів процесу примусової консервації структур гідрату природного газу. Для цього, використовуючи метод аналізу розмірностей, встановлено безрозмірні комплекси: критерій Фур’є (Fo); критерій, що характеризує відносну теплопровідність тіл (Kε), критерій Косовича (Ко), критерій безрозмірної температури q1/q0 та критеріальне рівняння. Експериментально визначено коефіцієнт і ступені безрозмірних комплексів у критеріальному рівнянні. Вони дозволяють описати процес примусової консервації газогідратних структур незалежно від розміру і фоми. Застосування безрозмірних залежностей та критеріального рівняння дозволить у спрощеному вигляді визначати параметри технологічного процесу промислового виробництва газогідратних структур з необхідними властивостями (стабільністю при транспортуванні і зберігані за нерівноважних термобаричних умов без втрат газу). На основі експериментальних досліджень встановлено межі застосовуваних параметрів стабільності газогідратних структур за нерівноважних умов. Для них критерій безрозмірної температури q1/q0 лежить у межах 0,02–0,0

Розробка напрямів уніфікації трансферу технологій в Україні в межах процесу її європейської інтеграції

This study's object is the system of regulatory, management methods and techniques for determining the location and purpose of technologies within Ukraine and the EU, as well as and their comparison. The directions, methods, and techniques to unify regulatory regulation of technologies in Ukraine with EU law have been investigated. By analyzing and generalizing the regulation of technology transfer in Ukraine and the EU, its inconsistency with each other has been established. It has been determined that such inconsistency is due to the heterogeneity of approaches to identifying technology transfer in the EU. It has been proven that the unification of technology transfer regulation in Ukraine with EU requirements should be systemic and holistic. The following directions for the unification of technology transfer regulation in Ukraine have been substantiated: systemic, functional, infrastructural, auxiliary. The need to implement the provisions of the WIPO recommendations, the TRIPS Agreement, the Horizon Europe Framework Agreement, the promising European Innovation Act, and others into the regulatory acts of Ukraine has been proven. The need to amend the provisions of the Law of Ukraine “On State Regulation of Activities in the Field of Technology Transfer” has been substantiated. The study is aimed at forming general theoretical foundations for improving management and regulatory approaches to technology transfer in Ukraine. The results could be used to improve public rules for technology transfer, form strategic public management decisions, state technology policy, and serve as a basis for further scientific research on these issues. The conclusions drawn in the course of this study could be applied to address issues and problems related to improving the current legislation of Ukraine to the requirements of international agreements and documentsОб’єктом дослідження є система регуляторних, управлінських способів та прийомів визначення місця і призначення технологій в межах України та ЄС і їх порівняння. Досліджуються напрями, способи та прийоми уніфікації нормативного регулювання технологій в Україні із правом ЄС. Аналізом та узагальненням регулювання трансферу технологій в Україні та ЄС, встановлено їх невідповідність один одному. Визначено, що такого роду невідповідність зумовлена неодноманітністю підходів до ідентифікації трансферу технологій в ЄС. Доведено, що уніфікація регулювання трансферу технологій в Україні із вимогами ЄС має носити системний та цілісний характер. Обґрунтовано такі напрями уніфікації регулювання трансферу технологій в України: системний, функціональний, інфраструктурний, допоміжний. Доведено необхідність імплементації до регуляторних актів України положень рекомендацій ВОІВ, Угоди ТРІПС, Рамкової угоди «Горизонт Європи», перспективного European Innovation Act, та інших. Обґрунтовано необхідність внесення змін до положень Закону України «Про державне регулювання діяльності у сфері трансферу технологій». Дослідження спрямоване на формування загальних теоретичних засад удосконалення управлінських і регуляторних прийомів трансферу технології в Україні. Результати цього дослідження можуть бути використані при вдосконаленні публічних правил трансферу технологій, формування стратегічних публічних управлінських рішень, державної технологічної політики та слугувати підставою для подальших наукових досліджень з цих питань. Висновки, отримані в ході цього дослідження, можуть бути використані для вирішення питань і проблематики удосконалення чинного законодавства України вимогам міжнародних угод і документі

Розробка оптимізаційної моделі для динамічної маршрутизації транспортних засобів у кількох депо з урахуванням обмежень пропускної здатності та попиту, що залежать від часу

The object of the study is the vehicle routing. The problem to be solved is the static plans often overload particular depots and spread delays across routes. A mixed-integer nonlinear programming model is proposed to simultaneously decide depot assignment, route construction, and departure times, with capacity monitored across periods. The model captures non-linear, load sensitive travel costs and uses adaptive tightening of feasible service intervals to reduce tardiness. The model is solved via outer approximation warm started by a pool of high-quality routes. Across realistic multi period benchmarks, the method reduces total distribution cost and late delivery penalties relative to single depot and static multiple depot baselines. Gains are largest when demand spikes are localized at a few depots, because cross depot reassignment and retimed departures redistribute workload without adding vehicles. Two mechanisms explain the results: capacity accounting that prevents over commitment at congested depots, and coordinated departure time control that limits mid-day delay propagation. Compared with formulations that pre generate trips or treat variability only implicitly, the proposed approach maintains depot feasibility as demand evolves within the horizon. Key features include joint depot assignment with departure time decisions, period wise capacity tracking, and non-linear cost modeling within an exact outer approximation framework compatible with warm started metaheuristics. Practically, the approach supports planning in e commerce, pharmaceutical, and grocery distribution where delivery windows are tight and peaks are frequent. Numerical results show that the model reduces total operating costs by 18%, lowers late-delivery penalties by 27%, improves vehicle utilization by 12%, and decreases average waiting time by 37.5% compared to static baselinesОб’єктом дослідження є маршрутизація транспортних засобів. Проблема, яку потрібно вирішити, полягає в тому, що статичні плани часто перевантажують окремі депо та розподіляють затримки по маршрутах. Запропоновано модель змішаного цілочисельного нелінійного програмування для одночасного визначення призначення депо, будівництва маршруту та часу відправлення, з моніторингом пропускної здатності протягом періодів. Модель враховує нелінійні, залежні від навантаження, витрати на проїзд та використовує адаптивне скорочення можливих інтервалів обслуговування для зменшення затримок. Модель вирішується за допомогою зовнішнього наближення, що запускається пулом високоякісних маршрутів. У реалістичних багатоперіодних контрольних рівнях метод зменшує загальні витрати на розподіл та штрафи за затримку доставки порівняно з базовими рівнями одного депо та статичних кількох депо. Найбільші переваги спостерігаються, коли піки попиту локалізовані в кількох депо, оскільки перепризначення депо та перерозподіл відправлень перерозподіляють робоче навантаження без додавання транспортних засобів. Результати пояснюються двома механізмами: обліком пропускної здатності, який запобігає перевантаженню на перевантажених депо, та скоординованим контролем часу відправлення, який обмежує поширення затримки в середині дня. Порівняно з формулюваннями, які попередньо генерують поїздки або враховують мінливість лише неявно, запропонований підхід підтримує доцільність депо, оскільки попит розвивається в межах горизонту. Ключові особливості включають спільне призначення депо з рішеннями про час відправлення, відстеження пропускної здатності за періодами та нелінійне моделювання витрат у рамках точного зовнішнього наближення, сумісного з метаевристиками теплого старту. Практично, цей підхід підтримує планування в електронній комерції, фармацевтичній промисловості та дистрибуції продуктів харчування, де вікна доставки обмежені, а піки часті. Числові результати показують, що модель зменшує загальні експлуатаційні витрати на 18%, знижує штрафи за затримку доставки на 27%, покращує використання транспортних засобів на 12% та зменшує середній час очікування на 37,5% порівняно зі статичними базовими рівням

Підвищення швидкості біноміального стиснення на основі двійкових біноміальних чисел

This study's object is adaptive compression of general-form binary sequences based on binary binomial numbers. The task addressed is to enable high compression speed of binary information based on binomial numbers under the condition of uncertainty in the characteristics of the binary sequences being compressed. One of the factors that reduce the efficiency of binomial compression is uncontrolled transitions of the number of unit combinations to the region of inefficient use, the worst compression ratios. In this regard, the work applies an adaptive approach to binomial compression, based on the choice of an encoding technique depending on the number of units of the processed sequence. This approach yields the following result: a several-fold reduction in the amount of time spent processing binary combinations that are not compressible. Consequently, this leads to an increase in the average speed of binomial compression with a small, up to three to five percent, decrease in the compression ratio. The adaptive compression process model includes the stages of comparing the calculated numbers of binary units with the compression conditions and selecting the coding technique based on binary binomial numbers. If the current value of the number of units goes beyond the compression conditions, the calculation of the number of units is stopped, and the processed sequence remains unchanged. This eliminates unnecessary time costs when the compression ratio becomes less than unity. In practice, the adaptive approach to compression based on binary binomial numbers is effective in the case when the binary sequences being compressed have uncertain characteristics, and their preliminary evaluation is impossible or difficultОб’єктом дослідження є адаптивне стиснення двійкових послідовностей загального виду на основі двійкових біноміальних чисел. Проблема, що вирішується, – забезпечення високої швидкості стиснення двійкової інформації на основі біноміальних чисел за умови невизначеності характеристик двійкових послідовностей, що стискаються. Одним з факторів, що знижують ефективність біноміального стиснення, є неконтрольовані переходи кількостей одиниць комбінацій до області неефективного використання, найгірших коефіцієнтів стиснення. У зв'язку з цим в роботі застосований адаптивний підхід до біноміального стиснення, заснований на виборі способу кодування залежно від числа одиниць оброблюваної послідовності. Даний підхід забезпечує наступний результат: у кілька разів скорочення обсягу часових витрат при обробці двійкових комбінацій, що не стискаються. Як наслідок, це призводить до збільшення середньої швидкості біноміального стиснення при невеликому, до трьох-п'яти відсотків, зниженні ступеня стиснення. До моделі процесу адаптивного стиснення включені етапи порівняння обчислених кількостей двійкових одиниць з умовами стиснення та вибору техніки кодування на основі двійкових біноміальних чисел. Якщо поточне значення числа одиниць виходить за межи умов стиснення, то обчислення кількості одиниць припиняється, а оброблювана послідовність залишається без змін. Тим самим усуваються невиправдані витрати часу, коли коефіцієнт стиснення стає менше за одиницю. На практиці адаптивний підхід до стиснення на основі двійкових біноміальних чисел є ефективним у випадку, коли двійкові послідовності, що стискаються, мають невизначені характеристики, а їх попереднє оцінювання є неможливим або ускладненим

Розробка методики оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти

The object of this study is the process of calculating the distribution of heat generation and energy consumption by heat sources. The task addressed was estimating the seasonal heat generation by a combined heat source with an air heat pump. A methodology for quantifying the seasonal heat generation and energy consumption by sources as part of a combined heat source with an air heat pump has been devised. This methodology makes it possible to take into account different bivalent operation schemes, variable mode of the heating system, and different electricity tariffs. The ability to take these factors into account increases the accuracy of the results but also increases the complexity of the calculation process. In order to automate the calculation using the devised methodology, an algorithm was built, and an example of its implementation was demonstrated. The results show that the distribution of seasonal heat generation largely depends on the values of the bivalent point temperature and the heat pump shutdown temperature. In addition, they demonstrate the dependence of the calculated amount of heat consumed during the heating period and the distribution of its generation between sources on the number of the last heating periods taken into account. With a decrease in the number of past heating periods taken into account, the amount of heat consumed per season gradually decreases and the share covered by the heat pump increases. This indicates a gradual decrease in the duration of low temperatures in winter and proves the importance of relevance of the climatic data used for analysis. The methodology devised in this study makes it possible to determine the appropriate ratio of thermal power of heat sources in a combination and increases the accuracy of calculating the payback period of equipmentРозглянуто об’єкт дослідження – процес розрахунку розподілу генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами теплоти. Досліджено проблематику оцінки сезонної генерації теплової енергії комбінованим джерелом теплоти з повітряним тепловим насосом. Розроблено методику оцінки сезонної генерації теплової енергії та споживання енергоресурсів джерелами у складі комбінованого джерела теплоти з повітряним тепловим насосом. Дана методика дозволяє врахувати різні бівалентні схеми роботи, змінний режим системи опалення та різні тарифи електроенергії. Завдяки можливості врахувати ці фактори підвищується точність та деталізація результатів, але і зростає складність та об’ємність процесу розрахунку. Для того, щоб автоматизувати розрахунок за розробленою методикою було побудовано алгоритм та продемонстровано приклад його реалізації. Результати доводять, що розподіл сезонної генерації теплової енергії значною мірою залежить від величин прийнятої температури точки бівалентності та температури вимкнення теплового насоса.  Крім того, вони демонструють залежність розрахункової кількості теплоти спожитої за опалювальний період та розподілу її генерації між джерелами від кількості останніх опалювальних періодів, прийнятих до аналізу. При зменшенні кількості прийнятих останніх опалювальних періодів поступово зменшується величина спожитої за сезон теплової енергії та збільшується частка, яку покриває тепловий насос. Це свідчить про поступове зменшення тривалості стояння низьких температур зимових періодів та доводить значущість актуальності кліматичних даних, що приймаються до аналізу. Розроблена в даному дослідженні методика дозволяє визначити доцільне співвідношення теплової потужності джерел теплоти у складі комбінації та підвищує точність розрахунку терміну окупності обладнанн

Багатооб’єктивна оптимізація двоступеневої циліндричної коробки передач з подвійними передачами на другому ступіні з використанням техніки пилки для зменшення площі днища та підвищення ефективності

Two-stage helical gearboxes featuring two gears in the second stage are widely used across various industries. This gearbox design helps enhanced load capacity, increases consistent force distribution, and minimizes operational noise. One significant challenge in the design of this type of gearbox is the simultaneous optimization of multiple design criteria, including transmission efficiency and overall size. Optimizing gearbox design involves more than selecting an appropriate gear configuration; it necessitates a complete approach that balances performance with size, ensures sustainable operation, and minimizes manufacturing costs. This study was conducted to develop a method for solving the multi-objective optimization problem (MOOP) related to the design of a two-stage helical gearbox (TSHG) containing double gears in the second stage (DGSS). The primary focus is on two single-objective functions: maximizing gearbox efficiency and minimizing the gearbox bottom area. This study investigates three primary design parameters: the gear ratio of the first stage (u1), the gear width coefficient of the first stage (Xba1), and second stage (Xba2). The optimization process was carried out in two distinct stages. The initial phase focused on the single-objective optimization problem aimed at minimizing the gap among the variable levels. The second stage concentrated on dealing with the MOOP to identify the optimal design parameters. The Simple Additive Weighting (SAW) method was employed to solve the multi-criteria decision-making (MCDM) problem, while the MEREC technique was utilized to establish the weights of the criteria. The implementation of SAW in this context introduces a novel methodology that streamlines the identification of the optimal solution while enhancing the precision of the outcomes. Moreover, addressing the MOOP problem in a two-stage approach reduces the solution process and enhances the precision of the outcomes. The proposed optimized values of the primary design parameters aim to enhance gearbox efficiency and maximize installation space, thereby facilitating potential applications across diverse industriesДвоступінчасті циліндричні редуктори з двома передачами на другому ступені широко використовуються в різних галузях промисловості. Ця конструкція коробки передач допомагає збільшити вантажопідйомність, збільшує рівномірний розподіл сил і мінімізує робочий шум. Однією з важливих проблем у розробці цього типу коробки передач є одночасна оптимізація кількох проектних критеріїв, включаючи ефективність трансмісії та загальний розмір. Оптимізація конструкції коробки передач передбачає більше, ніж вибір відповідної конфігурації коробки передач; це потребує повного підходу, який збалансовує продуктивність із розміром, забезпечує стабільну роботу та мінімізує виробничі витрати. Це дослідження було проведено для розробки методу розв’язання задачі багатоцільової оптимізації (MOOP), пов’язаної з конструкцією двоступеневої циліндричної коробки передач (TSHG), що містить подвійні передачі на другому ступені (DGSS). Основна увага приділяється двом єдиним цілям: максимізації ефективності коробки передач і мінімізації площі днища коробки передач. У цьому дослідженні досліджуються три основні конструктивні параметри: передавальне число першого ступеня (u1), коефіцієнт ширини передачі першого ступеня (Xba1) і другого ступеня (Xba2). Процес оптимізації проводився в два окремі етапи. Початкова фаза була зосереджена на задачі оптимізації з однією метою, спрямованою на мінімізацію розриву між рівнями змінних. Другий етап був зосереджений на роботі з MOOP для визначення оптимальних параметрів проекту. Метод простого адитивного зважування (SAW) використовувався для вирішення проблеми багатокритеріального прийняття рішень (MCDM), тоді як метод MEREC використовувався для встановлення ваг критеріїв. Впровадження SAW у цьому контексті представляє нову методологію, яка спрощує ідентифікацію оптимального рішення, одночасно підвищуючи точність результатів. Крім того, вирішення проблеми MOOP у двоетапний підхід скорочує процес вирішення та підвищує точність результатів. Запропоновані оптимізовані значення основних конструктивних параметрів мають на меті підвищити ефективність коробки передач і максимізувати простір для установки, тим самим полегшуючи потенційне застосування в різних галузях промисловост

Оцінка комбінованого методу тепловідводу та затискання для зменшення деформації зварного шва в низьковуглецевій сталі з використанням газового дугового зварювання металом

The mechanical strength and distortion management of GMAW-welded low-carbon steel (A36) joints are investigated in this work. GMAW is a combination of heat sinking and clamping procedures. Dimensional precision and structural reliability are compromised due to the substantial distortion caused during welding. To solve this problem, this research looks at a thermal-mechanical strategy that uses heat sinks and mechanical clamps in tandem when welding. Untreated joints (As-welded) and three different treatment variants (HS5-4C, HS27-4C, and HS27-6C) were tested in different experimental configurations. Using a 27 °C water-cooled heat sink and six steel clamps, the HS27-6C treatment significantly decreased longitudinal distortion, going from 6.7 mm (As-welded) to 0.85 mm, an astonishing 87% reduction. Mechanical testing showed that in all configurations, the tensile strength was approximately 500 MPa and that weld integrity was preserved since failures were in the base metal rather than the weld metal. Microstructural examination revealed an increase in Acicular Ferrite (AF) content in the weld metal for treated samples, particularly HS27-6C, which enhanced toughness, and microhardness tests verified consistent hardness values (e.g., weld metal (WM): ~200 HV, heat-affected zone (HAZ): ~170 HV, base metal (BM): ~150 HV). Mechanical restriction, in the form of clamps, reduces unequal expansion and contraction during solidification, and thermal management, accomplished by dispersing excess heat, is responsible for the method's efficacy. This integrated approach offers a realistic and cost-effective means of reducing distortion without sacrificing mechanical performance. This is particularly noteworthy in the structural, automotive, and manufacturing sectors, where precise control over dimensions is importantУ цій роботі досліджується механічна міцність та управління деформацією з'єднань низьковуглецевої сталі (A36), зварених методом газового дугового зварювання металом (ГДЗМ). ГДЗМ – це поєднання процедур тепловідведення та затискання. Розмірна точність та структурна надійність знижуються через значну деформацію, що виникає під час зварювання. Щоб вирішити цю проблему, у цьому дослідженні розглядається термомеханічна стратегія, яка використовує радіатори та механічні затискачі одночасно під час зварювання. Необроблені з'єднання (після зварювання) та три різні варіанти обробки (HS5-4C, HS27-4C та HS27-6C) були випробувані в різних експериментальних конфігураціях. Використовуючи радіатор з водяним охолодженням при температурі 27°C та шість сталевих затискачів, обробка HS27-6C значно зменшила поздовжню деформацію з 6,7 мм (після зварювання) до 0,85 мм, що становить вражаюче зменшення на 87%. Механічні випробування показали, що у всіх конфігураціях міцність на розтяг становила приблизно 500 МПа, а цілісність зварного шва була збережена, оскільки руйнування були в основному металі, а не в металі шва. Мікроструктурне дослідження виявило збільшення вмісту голчастого фериту (ГФ) у зварному металі оброблених зразків, зокрема HS27-6C, що підвищило в'язкість, а випробування на мікротвердість підтвердили стабільні значення твердості (наприклад, метал шва (МШ): ~200 HV, зона термічного впливу (ЗТВ): ~170 HV, основний метал (ОМ): ~150 HV). Механічне обмеження у вигляді затискачів зменшує нерівномірне розширення та стиснення під час затвердіння, а термічне управління, що досягається шляхом розсіювання надлишкового тепла, відповідає за ефективність методу. Цей комплексний підхід пропонує реалістичний та економічно ефективний спосіб зменшення деформації без шкоди для механічних характеристик. Це особливо важливо в будівельній, автомобільній та виробничій галузях, де важливий точний контроль розмірі