КОМП'ЮТЕРНИЙ ПРОГРАМНО-АПАРАТНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ АНАЛІЗУ І СИНТЕЗУ МОДЕЛЕЙ ЕЛЕМЕНТІВ ОБ'ЄКТІВ БРОНЕТАНКОВОЇ ТЕХНІКИ

Computer modeling is widely used in design researches of armored technics objects (ATO). Due to complexity, it is necessary to increase the capacity and expand the capabilities of software and hardware, which are involved. On this basis the paper describes the structure and functioning of the specialized software and hardware complex (SSHC) for computer modeling of design solutions for elements and objects of armored technics. The conducted complex of calculated and experimental researches has confirmed reliability and accuracy of single modules of the software and hardware complex. The developed SSHC makes it possible to construct spatial parametric models and finite-element networks of ATO elements in an automated modeПри проектных исследованиях объектов бронетанковой техники широко применяется компьютерное моделирование. В силу сложности необходимо наращивать мощности и расширять возможности программно-аппаратных средств, которые до этого привлекаются. В работе описана структура и функционирование специализированного программно-аппаратного комплекса для компьютерного моделирования на этой основе проектных решений элементов и объектов бронетанковой техникиПри проектних дослідженнях об'єктів бронетанкової техніки широко застосовується комп'ютерне моделювання. У силу складності  необхідно нарощувати потужності та розширювати можливості програмно-апаратних засобів, які до цього залучаються. У роботі описано структуру й функціонування спеціалізованого програмно-апаратного комплексу для комп'ютерного моделювання на цій основі проектних рішень елементів та об'єктів бронетанкової технік

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

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

ЧИСЕЛЬНІ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ МАКЕТУ БРОНЕКОРПУСУ ЛЕГКОБРОНЬОВАНОЇ МАШИНИ

To build a numerical model of dynamic processes in armored hull of lightly armored vehicle, the scale model of its upper projection was studied. Its numerical and experimental research was carried out in parallel. The natural frequencies and natural forms of oscillations of the scale model are determined. Its response to impulse excitation is also determined. On this basis, the parameters of the finite element model are established, which provide satisfactory accuracy of numerical modeling of the scale model dynamic stress-strain state and a full-scale sample of the armored hull of lightly armored vehicle.Для побудови чисельної моделі динамічних процесів у бронекорпусі легкоброньованої машини досліджено макет його верхньої проекції. Паралельно здійснено його чисельне та експериментальне дослідження. Визначено власні частоти і власні форми коливань макету. Також визначено його реакцію на імпульсне збудження. На цій основі установлено параметри скінченно-елементної моделі, які забезпечують задовільну точність чисельного моделювання динамічного напружено-деформованого стану макета та натурного зразка бронекорпуса легкоброньованої машини

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

КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ І СТАНІВ СКЛАДНИХ СИСТЕМ: ОБҐРУНТУ-ВАННЯ ПАРАМЕТРІВ МОДЕЛЕЙ РОЗРАХУНКОВО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМ ШЛЯХОМ

Today computer modeling of processes and states is a basis for making of fundamental design and technological solutions for creation of new machines, buildings and units. For well-founded recommendations it is necessary to have available adequate, accurate and not cumbersome numerical models of research objects. For this purpose calculation and experimental method is proposed for justification of structure and parameters of these models. As an example, elements of armored combat vehicles are considered; basic methods are finite element method and holographic interferometry method. The algorithm and results of the proposed method are demonstrated by several objects. The proposed method is theoretical and practical basis for building of reasonable model of research objects, processes and states. Later it will be a base for a series of computer researches and development of recommendations on choice of rational technical solutions in design of various engineering structuresКомпьютерное моделирование процессов и состояний является на сегодня обычно основанием для принятия основных проектно-технологических решений при создании новых машин, сооружений и агрегатов. Для получения обоснованных рекомендаций необходимо иметь в распоряжении адекватные, точные и негромоздки числовые модели изучаемых объектов. С этой целью предлагается расчетно-экспериментальный метод обоснования структуры и параметров этих моделей. В качестве примера рассматриваются элементы боевых бронированных машин, а как базовые - метод конечных элементов, с одной стороны, и метод голографической интерферометрии - с другой. На примере нескольких объектов продемонстрировано алгоритм и результаты применения предложенного методаКомп'ютерне моделювання процесів і станів є на сьогодні зазвичай основою прийняття основних проектно-технологічних рішень при створенні  нових машин, споруд і агрегатів. Для отримання обгрунтованих рекомендацій необхідно мати у розпорядженні адекватні, точні та негроміздкі числові моделі досліджуваних обєктів. З цією метою пропонується розрахунково-експериментальний метод обгрунтування структури та параметрів цих моделей. Як приклад розглядаються елементи бойових броньованих машин, а як базові – метод скінченних елементів, з одного боку, та метод голографічної інтерферометрії – з іншого. На прикладі декількох обєктів продемонстровано алгоритм і результати  застосування запропонованого метод