ВПЛИВ АПРОКСИМАЦІЙНИХ СПОТВОРЕНЬ ГЕОМЕТРІЇ ІМПУЛЬСУ ЗМУШУЮЧОГО ПЕРІОДИЧНОГО СИЛОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА СТАБІЛЬНІСТЬ СУБГАРМОНІЙНИХ РЕЖИМІВ КОЛИВАНЬ НА ПРИКЛАДІ СИСТЕМИ З ДВОМА СТУПЕНЯМИ СВОБОДИ

The work is devoted to further testing the previously proposed approach to the study of subharmonic modes in nonlinear oscillatory systems. Theapproach implies an assessment of each vibration separately and their direct comparison with each other, using the basic, primary results of theoscillatory process — the amplitudes and their rates of change. This aspect allows you to work with undistorted data, and also does not introduceadditional distortions in the procedure of numerical solution. Unlike the Poincare’ section estimation method, where only one point from the phaseplane for each oscillation is involved, the proposed approach carries out an integral assessment for a set of points at once, which eliminates false,random triggering if only a few points coincide. To assess the stability of subharmonic oscillation modes in this article, emphasis is placed on thedistortion of the pulse geometry of a periodic effect of a driving force. For this purpose, an approximation algorithm was applied, based on theFourier transform and the resulting features — parasitic oscillations, also known as the Gibbs phenomenon. Using the example of a two-mass system with two degrees of freedom, the results are presented confirming the stability of previously identified subharmonic modes.Робота присвячена подальшому тестуванню запропонованого раніше підходу до дослідження субгармонійних режимів в нелінійних коливальних системах. Підхід передбачає оцінку кожного коливання окремо та їх безпосереднє порівняння між собою, використовуючи базові, первинні результати коливального процесу - амплітуди та швидкості їх зміни. Даний аспект дозволяє працювати з неспотвореними даними, а також не вносити додаткові зміни в процедуру чисельного розв’язання. На відміну від методу оцінки по перетинах Пуанкаре, де бере участь лише одна точка з фазової площини для кожного коливання, запропонований підхід проводить інтегральну оцінку відразу для множини точок, що виключає помилкове, випадкове спрацьовування в разі збігу лише декількох точок. Для оцінки стабільності субгармонійних режимів коливань в рамках даної статті акцент зроблено на варіюванні геометрією імпульсу періодичного впливу змушуючої сили. Для цієї мети був застосований алгоритм апроксимації, заснований на Фур'є-перетворенні та виникаючих при цьому особливостей - паразитних осциляцій, також відомих як явище Гіббса. На прикладі двохмасової системи з двома ступенями свободи наведено результати, що підтверджують стабільність виявлених раніше субгармонійних режимів коливань

ОБҐРУНТУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ПАРАМЕТРІВ БРОНЕКОРПУСІВ ЛЕГКОБРОНЬОВАНИХ МАШИН ЗА КРИТЕРІЯМИ ЗАХИЩЕНОСТІ ШЛЯХОМ КОМП'ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ І СТАНІВ ПРИ ДІЇ ЗАСОБІВ УРАЖЕННЯ

The article provides a comparison of the different types military armored vehicles numbers. A most used ways to increase the protection level of armored vehicles are reviewed. A new approach to the estimation of the armored vehicles protection level by means of integrated computer-aided analysis of the most common destruction means, with a number of input vehicles body parameters and output criteria. The results of numerical simulation of the explosion shock waves action on armored vehicles body, and simulation of the possibility to penetrate of light armored vehicles bodies by infantry riffle ammunition. Stress-strain state obtained as a result of explosion simulation give information about deformation, plastic strain of armored plates and structure elements of armored vehicles body. Stress-strain state obtained with help of finite element method. Analysis of penetration danger level / protection level can be performed with the shooter point of view, for understanding where making the shot. Also analysis of penetration can be performed for understanding how areas around the armored vehicles separate with the level of danger / protection for vehicle. Calculation of penetration process are performed with methods which are developed by authorsВ работе приведен анализ сравнения ряда военных бронированных машин различного типа. Приведен обзор наиболее используемых путей повышения уровня защищенности. Предложен новый подход к оценке уровня защищенности путем интегрированного анализа наиболее распространенных средств поражения по ряду входных параметров бронекорпусов и выходных критериев. Приведены результаты численного моделирования во время действия ударной волны от мощных взрывов на корпус бронированных машин и результаты оценки корпусов легкобронированных машин на возможность пробития стрелковым оружиемВ роботі наведено порівняння кількох військових броньованих машин різного типу. Наведено огляд найбільш використовуваних шляхів підвищення рівня захищеності. Запропоновано новий підхід до оцінки рівня захищеності шляхом інтегрованого аналізу найбільш поширених засобів ураження, за низкою вхідних параметрів бронекорпусів та вихідних критеріїв. Наведено деякі результати числового моделювання під час дії ударних хвиль від потужних вибухів на корпус броньованих машин та результати оцінки корпусів легкоброньованих машин на можливість пробиття стрілецькою зброє

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ В КОРПУСІ ЛЕГКОБРОНЬОВАНОЇ МАШИНИ ПРИ ІМПУЛЬСНІЙ ДІЇ

The paper describes the questions of modeling of dynamic processes in lightly armored vehicles. The studied object is associated with a parameter set that adequately describes battle module, armored hull and suspension as a dynamic system. The obtained set of variables completely identifies this dynamic system. It is proposed to carry out numerical modeling based on the integration of motion equations by the finite element method in order to determine the rational parameters. On the basis of analysis of researches results, parameters are determined that satisfy the relevant criteria and constraints. In particular, dangerous resonance modes are detected and the criteria for disabling from these regimes are formulated.В работе описаны вопросы моделирования динамических процессов в легкобронированных машинах. С помощью метода параметрического моделирования исследуемый объект описан множеством варьируемых параметров, которые полностью идентифицируют динамическую систему "боевой модуль–бронекорпус–подвеска". Для определения рациональных параметров предложено проводить численное моделирование на основе интегрирования уравнений движения с помощью метода конечных элементов. На основе анализа результатов исследований определяются параметры, которые удовлетворяют соответствующим критериям и ограничениям. В частности, выявляются опасные резонансные режимы и формулируются критерии отстройки от этих режимов.У роботі описані питання моделювання динамічних процесів у легкоброньованих машинах. За допомогою методу параметричного моделювання досліджуваний об’єкт  описаний множиною варійованих параметрів, які повністю ідентифікують досліджувану динамічну систему "бойовий модуль – бронекорпус – підвіска". Для визначення раціональних параметрів запропоновано проводити чисельне моделювання на основі інтегрування рівнянь руху за допомогою методу скінченних елементів. На основі аналізу результатів досліджень визначаються параметри, які задовольняють відповідним критеріям та обмеженням. Зокрема, виявляються небезпечні резонансні режими та формулюються критерії відлаштування від цих режимів

РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОГО АПАРАТА ДЛЯ РОЗВ'ЯЗАННЯ ЗАДАЧ РОЗРАХУНКОВО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ МЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ

A unified approach to the calculation and experimental research of mechanical systems elements and, in particular, details of armored technics object has been developed based on the generalized parametric approach. All research stages, from preparation of equations systems to the comparison of numerical results with experimental data, are combined by developed generalized mathematical model for research of strength and rigidity characteristics of mechanical systems elements. The problem of computational models synthesis for mechanical systems elements has received a complete mathematical formalization. Methods for automated translation of deformation graphic portrait of complex mechanical systems elements into a numerical data format are developed. These methods have properties of stability and ensure the smoothness of fields of unknown functions obtained during decoding. The parameters search for ensuring high quality of calculated models of investigated objects was carried out by modified methods of functional minimization. The reliability of computational models of technological equipment elements is ensured by combining the advantages of the finite element method and the speckle-holographic interferometry method.В работе разработан единый подход к расчетно-экспериментальному исследованию элементов механических систем и, в частности, деталей объектов бронетанковой техники, на базе обобщенного параметрического подхода. все этапы исследования – от составления систем уравнений до сравнения численных результатов с экспериментальными данными – соединяет разработанная обобщенная математическая модель для исследования прочностных и жесткостных характеристик элементов механических систем. Задача синтеза расчетных моделей элементов механических систем получила полную математическую формализацию. Разработаны методы автоматизированного перевода графического портрета деформирования элементов сложных механических систем в численный формат данных, которые обладают свойствами устойчивости и обеспечения плавности получаемых при расшифровке полей искомых функций. поиск параметров, обеспечивающих высокое качество расчетных моделей исследуемых объектов, производился модифицированными методами минимизации функционала. Достоверность расчетных моделей элементов технологической оснастки обеспечивается соединением преимуществ  метода конечных элементов и метода спекл-голографической интерферометрииВ роботі розроблений єдиний підхід до розрахунково-експериментального дослідження елементів механічних систем і, зокрема, деталей об'єктів бронетанкової техніки, на базі узагальненого параметричного підходу. Всі етапи дослідження – від складання систем рівнянь до порівняння чисельних результатів із експериментальними даними – об'єднує розроблена узагальнена математична модель для дослідження міцності і характеристик жорсткості елементів механічних систем. Задача синтезу розрахункових моделей елементів механічних систем отримала повну математичну формалізацію. Розроблено методи автоматизованого переведення графічного портрета деформування елементів складних механічних систем в чисельний формат даних, які мають властивості стійкості і забезпечення плавності полів шуканих функцій, які отримуються при розшифровці. Пошук параметрів, що забезпечують високу якість розрахункових моделей досліджуваних об'єктів, проводився модифікованими методами мінімізації функціоналу. Достовірність розрахункових моделей елементів технологічного оснащення забезпечується об'єднанням переваг методу скінченних елементів і методу спекл-голографічної інтерферометрі

РОЗВ'ЯЗАННЯ ПРИКЛАДНИХ ЗАДАЧ АНАЛІЗУ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ І НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ПРИ ОБҐРУНТУВАННІ ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ДЛЯ БОЙОВИХ МАШИН ТА ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ДЛЯ ЇХ ВИГОТОВЛЕННЯ

For providing of technical decisions and тактико-технічних descriptions for the elements of the fighting reserved machines and technological systems for their making used offered approach, methods and models that will realize the generalized self-reactance design of processes and states in the investigated elements of constructions. As objects of researches are select base flags for rigging of technological operations on фре-зерно-сверлильних machine-tools, panels of бронекорпусів of легкоброньованих machines and highly circulating elements of engines. They demonstrated characteristic features of deflections and stresses distribution in researched elements. Specific features of the natural frequencies and modes of oscillations of these elements are also determined. Results of researches are describedДля обеспечения технических решений и тактико-технических характеристик для элементов боевых бронированных машин и технологических систем для их изготовления предложены подходы, методы и модели, которые реализуют обобщенное параметрическое моделирование процессов и состояний в исследуемых элементах конструкций. Как объекты исследований избраны базовые плиты для оснастки технологических операций на фрезерно-сверлильних станках, панели бронекорпусов легкоброньованих машин и высокооборотные элементы двигателей. Вони продемонстрували характерні особливості розподілу прогинів і напружень у досліджуваних елементах. Визначені також особливості власних частот і форм коливань цих елементів. Описані результати дослідженьДля забезпечення технічних рішень і тактико-технічних характеристик для елементів бойових броньованих машин та технологічних систем для їх виготовлення використані запропоновані  підходи, методи та моделі, які реалізують узагальнене параметричне моделювання процесів і станів у досліджуваних елементах конструкцій. Як об’єкти досліджень обрані базові плити для оснащення технологічних операцій на фрезерно-сверлильних верстатах, панелі бронекорпусів легкоброньованих машин та високо обертові елементи двигунів. Описані результати досліджен

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТОНКОСТІННИХ КОНС-ТРУКЦІЙ ПРИ ВАРІЮВАННІ ТОВЩИНИ

The problem for ensuring the structural strength of thin-walled engineering structures components  taking into account thickness change during service was solved. Thickness change could be caused by corrosion, in particular. In the given work approach is proposed for computing sensitivity of the stress-strain state components and natural frequencies using finite-difference relations. With this method sensitivity is determined with the help of the "reference" solutions, which is matched with the maximum allowable (standard setting) thinning of the individual construction elements. As a result, the linearized relations for the determination of the natural frequencies fluctuations and stress-strain state components are applied not only to infinitesimal variations of the thickness of individual elements, but also to small finite magnitudesВ работе поставлена и решена задача обеспечения конструкционной прочности тонкостенных элементов машиностроительных конструкций с учетом изменения толщины в процессе эксплуатации, в частности, вызванной воздействием коррозионного износа. В работе предложен подход, предусматривающий вычисления чувствительностей компонент напряженно-деформованного состояния и собственных частот и форм колебаний с использованием  конечно-разностных соотношений. При этом чувствительность определяется посредством привлечения т.н. "реперных" решений, которые соответствуют предельно допустимым утонениям отдельных элементов конструкции. В результате линеаризованные соотношения для определения собственных частот и форм  колебаний и компонент напряженно-деформованного состояния  распространяются не только на бесконечно малые вариации толщин отдельных элементов, но и на малые, но конечные их величиныУ роботі поставлена та розв'язана задача забезпечення конструкційної міцності тонкостінних елементів машинобудівних конструкцій з урахуванням зміни товщини в процесі експлуатації, зокрема, викликаної впливом корозійного зношування. Запропонований у роботі підхід передбачає обчислення чутливостей компонент напружено-деформованого стану та власних частот форм коливань із використанням скінченно-різницевих співвідношень. При цьому чутливість визначається за допомогою залучення т.з. "реперних" розв'язків, які відповідають гранично допустимим стоншуванням окремих елементів конструкції. У результаті лінеаризовані співвідношення для визначення власних частот і форм коливань та компонент напружено-деформованого стану розповсюджуються не тільки на нескінченно малі варіації товщин окремих елементів, але й на малі, але скінченні їх величин

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТОЧНОСТI СТРIЛЬБИ ШЛЯХОМ ОБГРУНТУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МОДУЛЯ ОЗБРОЄННЯ ЛЕГКИХ БРОНЬОВАНИХ МАШИН, ЩО МОДЕРНIЗУЮТЬСЯ

The work is devoted to studying of dynamic processes during firing from small-caliber automatic guns. These guns are equipped by the combat units of modern lightly armored vehicles. Parametric mathematical and computer models of objects under study with test parameters were developed. Influence of various factors on characteristics of oscillatory processes was investigated. Characteristics of dynamic processes and their effect on the scattering of shells during firing are defined. Models, methods and simulation tools suitable for justification of design solutions during design and modernization of domestic light-armored vehicles were created. Specific features of change in natural frequencies and vibration modes are determined with varying rigidity of armored hull, suspension and combat module. It is revealed that for adequate modeling of dynamic processes and estimation of shooting accuracy it is necessary to investigate a complete model that includes pliable deformable elements: armored hull, suspension and combat module.Работа посвящена исследованию динамических процессов при осуществлении стрельбы из малокалиберных автоматических пушек, которыми оснащаются боевые модули современных боевых легкобронированных машин. Разработаны математические и параметрические компьютерные модели изучаемых объектов с тестовыми параметрами. Проведены исследования влияния различных факторов на характеристики колебательных процессов. Установлены характерные особенности динамических процессов и их влияние на рассеяние снарядов при стрельбе. Созданные модели, методы и средства моделирования пригодны для обоснования проектных решений при проектировании и модернизации отечественных легкобронированных машин. определены особенности изменения собственных частот и форм колебаний при варьировании жесткости бронекорпуса, подвески и боевого модуля. Выявлено, что для адекватного моделирования динамических процессов и оценки точности стрельбы необходимо исследовать полную модель, которая включает податливые деформируемые элементы: бронекорпус, подвеску и боевой модульРобота присв'ячена дослідженням динамічних процесів при здійсненні стрільби із малокаліберних автоматичних гармат, якими оснащаються бойові модулі сучасних бойових легкоброньованих машин. Розроблені математичні та параметричні  комп'ютерні моделі досліджуваних об’єктів із тестовими параметрами. Проведені дослідження впливу різноманітних чинників на характеристики коливальних процесів. Установлені характерні особливості динамічних процесів та їх вплив на розсіювання снарядів при стрільбі. Створені моделі, методи та засоби моделювання придатні для обгрунтування проектних рішень при проектуванні та модернізації вітчизняних легкоброньованих машин. Визначені особливості зміни власних частот і форм коливань при варіюванні жорсткості бронекорпусу, підвіски і бойового модуля. Виявлено, що для адекватного моделювання динамічних процесів і оцінки точності стрільби необхідно досліджувати повну модель, яка включає податливі елементи, що деформуються : бронекорпус, підвіску і бойовий модул

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІЦНОСТІ ТОНКОСТІННИХ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ ПІДВИЩЕНИМИ ТЕХНІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

The work is devoted to the improvement of methods and models for design ensuring of strength of thin-walled engineering structures under the action ofoperational loadings complex. Justification for rational parameters and design solutions for thin-walled engineering structures is carried out according to thecriteria of mass minimizing, stresses reducing, and service life increasing. Various additional criteria such as cost, manufacturability, economy, energyefficiency, can be taken into account in the formation of the quality function. The dependences approximations of criterion values, which are graduallylocalized, from variable parameters are taken into account. The structure, design and technological solutions of thin-walled engineering structures, structural parameters and operating modes are the generalized parameters. This provides a solution to the problems of a single analysis, multivariate studies, as well as the justification for rational design and technological solutions. The following generalizations are considered: unification, expediency, efficiency, loading identification, forecasting, tune-up in development of known approach. The algorithmization of proposed methods for calculating of the stress-strain state of thin-walled engineering structures has also been carried out based on a combination of the advantages of universal and special systems. A number of applied problems are solved. Parametric finite element models of researched objects are developed based on a set of studies of the stress-strain state of the power elements. The rational design parameters of innovative thin-walled engineering structures are determined. The results of experimental studies of innovative tank cars, platform cars and loading cranes, which are designed and manufactured based on the implementation of recommendations from research, are presented. Comparative experimental and computational studies of the structures stress-strain state were carried out. They are combined with certification tests with stresses evaluation in power elements. During the tests, regularities were established that determine the dependence of the loadings components onthe structure from various factors. Numerical models parameters verification of thin-walled engineering constructions elements was carried out. Designed onthe basis of researches innovative structures have improved technical and economic characteristics compared with similar ones.Робота присвячена удосконаленню методів і моделей для проектного забезпечення міцності тонкостінних машинобудівних конструкцій при дії комплексу експлуатаційних навантажень. обґрунтування раціональних параметрів і конструктивних рішень для тонкостінних машинобудівних конструкцій здійснюється за критеріями мінімізації маси, зниження напружень, підвищення терміну експлуатації. ураховуються апроксимації залежностей критеріальних величин, що поступово локалізуються, від варійованих параметрів. Узагальненими параметрами виступають структура, проектно-технологічні рішення для тонкостінних машинобудівних конструкцій, конструктивні параметри і експлуатаційні режими. При цьому забезпечується розв’язання  задач одиничного аналізу, багатоваріантних досліджень, а також обґрунтування раціональних проектно-технологічних рішень. На розвиток відомих підходів розглянуті наступні узагальнення: уніфікація, доцільність, ефективність, ідентифікація навантажень, прогнозування, відлаштування. Здійснена алгоритмізація запропонованих методів розрахунку напружено-деформованого стану тонкостінних машинобудівних конструкцій на основі поєднання переваг універсальних і спеціальних систем. Проведено розв’язання низки прикладних задач. Обґрунтовано раціональні проектні параметри інноваційних тонкостінних машинобудівних конструкцій. представлено результати експериментальних досліджень інноваційних вагону-цистерни, вагону-платформи і крана-перевантажувача, які спроектовано і виготовлено на основі впровадження рекомендацій за підсумками досліджень