К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОРА ВИТАЛИЯ ЛУКИЧА УСТИНЕНКО

The biographical article provides an overview of the life path of Doctor of Technical Sciences, Professor Vitaly Lukich Ustinenko, a famous scientist in the field of research of gears and reducers engineering. All his labor and scientific and technical activities were inextricably linked with the Kharkov Polytechnic Institute and the KharkovHigherMilitaryCommand School named N. I. Krylov. One of his main scientific achievements is the development of a method for calculating bending strength of gears. This method was used in the first of the USSR standard for strength calculations of gear pairs. He was the author of over 70 scientific and educational works, including a course design manual «Fundamentals of designing machine parts».В биографической статье выполнен обзор жизненного пути доктора технических наук, профессора Виталия Лукича Устиненко, известного ученого в области исследования зубчатых передач и редукторостроения. Вся его трудовая и научно-техническая деятельность была неразрывно связана с Харьковским политехническим институтом и Харьковским Высшим военным командным училищем им. Н. И. Крылова. Одним из его основных научных достижений является разработка метода расчета зубчатых передач на изгибную прочность. Этот метод был использован в первом в СССР стандарте по расчетам зубчатых передач на прочность. Он был автором более 70 научных и учебных работ, в том числе пособия для курсового проектирования "Основы проектирования деталей машин"

Приклад раціонального проектування зубчастого циліндричного двоступінчастого редуктору методом псевдовипадкового пошуку при багатьох критеріях

The article is devoted to the problem of rational design of widespread toothed cylindrical gears with multiple criteria. The problems of finding optimal rational geometric parameters that meet several quality criteria. All the complexity of the layout and connection options make impossible their choice without using mathematical optimization approaches. Using the known pseudo-random method LPτ-search author of the modification made to avoid problems associated with discrete and number of parameters. To solve the said problem The problem was formed and the parameters of design limitations, written criteria and approach to the transition from a multicriterion to one-criterion problem. The approach is based on analysis of test points that obtained using LPτ-search, and further processing of the information received. The approach of transition from one to many criteria by introducing designer of the scale and importance of the appointment of the importance of each criterion, and finding for each test point relative displacement desired solution, which is proposed to use as a unifying criterion. Test numerical experiments were carried out.Стаття присвячена задачі раціонального проектування широко розповсюджених зубчастих циліндричних двоступінчастих редукторів при декількох критеріях. Розглядаються питання пошуку оптимально-раціональних геометричних параметрів, які задовольняють декільком критеріям якості. Усі складності компонування та взаємозв’язок параметрів унеможливлюють їх вибір без використання підходів математичної оптимізації. Використання відомого псевдо-випадкового методу ЛПτ-пошуку з авторською модифікацією дало змогу уникнути проблем пов’язаних з дискретністю та кількістю параметрів. Для розв’язання вказаної задачі було сформовано постановку задачі та вказані параметри проектування з обмеженнями, записані критерії та запропоновано підхід переходу від багатокритеріальної до однокритеріальної задачі. Підхід базується на аналізі пробних точок, що отримані при використанні ЛПτ-пошуку, та подальшій обробці отриманої інформації. Запропоновано підхід переходу від багатьох критеріїв до одного за допомогою введення проектувальником шкали важливості та призначення важливості кожного з критеріїв, і знаходження для кожної пробної точки відносного зміщення бажаного розв’язання, що й пропонується використовувати у якості об’єднуючого критерію. Проведено тестові числові експерименти

Оптимізація трансмісії гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ за масою: система обмежень та послідовність їхньої перевірки

Solving the problem of optimizing for transmission of light multipurpose tracked load-carrier/prime mover MT-LB is a perspective area of research because it improves the mass characteristics of the machine, to ensure the load capacity and durability of transmission at upgrading. Optimization objective function by weight was built, which is quite correct transmission models. It takes into account the geometry, dimensions, weight and strength properties of the main parts and aggregates. Variables planning are defined, which selected as basic geometric parameters of gearings: modules and number of teeth. A system of constraints on design variables was constructed, a technique for dynamically changing the constraints on the teeth number for gearbox was proposed. Also, a sequence of constraint checking is proposed, which will reduce the amount and time of calculations to find the best solution.Розв'язання задачі оптимізації трансмісії легкого багатоцільового гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ є перспективним напрямкомдосліджень, тому що дозволяє поліпшити масові характеристики машини, забезпечити навантажувальну здатність та довговічність трансмісії при модернізації. Побудовано цільову функцію оптимізації за масою, яка досить коректно враховує основні показники трансмісії. Визначені змінні проектування, у якості яких обрані основні геометричні параметри зачеплень: модулі та числа зубців. Було побудовано системуобмежень на змінні проектування та запропоновано методику динамічного змінення обмежень на числа зубців коробки передач. Такожзапропоновано послідовність перевірки обмежень, яка дозволить зменшити обсяг та час розрахунків для знаходження найкращого рішення

МОЖЛИВІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ТА АДАПТАЦІЯ ГЕНЕТИЧНИХ АЛГОРИТМІВ ДЛЯ РАЦІОНАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ЗУБЧАСТИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ РЕДУКТОРІВ ТА КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

The article is devoted to the possibility of using and adapting genetic algorithms (GA) for rational design of cylindrical reducers gearboxes. The main theory of the LP-search method are considered, which allow to evaluate the possibilities of this method and analyze the prospects of its expansion using the ideology of GA. The basic theory concerning GA are considered. The main differences between GA and classical optimization methods are given. The algorithmic scheme of classical GA is described. An analysis of the main genetic selection of parents, cross-breeding and mutations is given. An estimation of the basic genetic operators is made on their productivity and convenience of use, and determined by their choice for further work. Possible variants of modifications of GA sequences are considered considering the features of the problem of rational design of geared cylindrical gearboxes. The first one provides an algorithm that allows a significant increase in the number of viable individuals, that is, test points satisfying the numerical and functional limitations of the data, thereby offsetting the lack of limitation on the maximum possible number of test points in the LP-search. The following describes an algorithm that focuses primarily on the selection of more qualitative test points and the creation of an appropriate population that is inherent in genetic-evolutionary algorithms (GEAs). It is based on the operator - the withdrawal of less quality points, as well as the mandatory use of the operator mutation. Thus, a theoretical basis for further testing of proposed modifications of GA algorithms was created.Стаття присвячена можливості використання та адаптації генетичних алгоритмів (ГА) для раціонального проектування зубчастих циліндричних редукторів та коробок передач. Розглянуто основні теоретичні положення методу ЛПτ-пошуку, які дають змогу оцінити можливості цього методу та проаналізувати перспективи його розширення, використовуючи ідеологію ГА. Розглянуто основні теоретичні положення, що стосуються ГА. Надано основні відмінності ГА від класичних методів оптимізації. Описано алгоритмічну схему класичного ГА. Приведено аналіз основних генетичних операторів обрання батьків, схрещування та мутацій. Проведено оцінку основних генетичних операторів за їх продуктивністю та зручністю використання, і визначено їх вибір для подальшої роботи. Розглянуто можливі варіанти модифікацій послідовностей ГА, зважаючи на особливості задачі раціонального проектування зубчастих циліндричних редукторів та коробок передач. Першим надано алгоритм, який дає змогу значно збільшити кількість життєздатних особин, тобто пробних точок, що задовольняють числовим та функціональним обмеженням задачі, тим самим нівелювати недолік обмеження на максимально можливу кількість пробних точок у ЛПτ-пошуку. Наступним описано алгоритм, який направлений насамперед на відбір більш якісних пробних точок та створення відповідної популяції, що притаманно генетично-еволюційним алгоритмам (ГЕА). Він базується на операторі – відсіві менш якісних точок, а також обов’язковому використанні оператора мутації. Таким чином, створено теоретичну базу для подальшої апробації запропонованих модифікацій алгоритмів ГА

Solving the problem of optimal design for a two-stage reducer by using a modified evolutionary algorithm

The work is devoted to solving the problem of selecting optimal geometric parameters of gears of a two-stage cylindrical reducer using a modified evolutionary algorithm (EA). The statement of the problem is considered, design parameters, objective functions, limitations on design parameters are determined. This allowed us to propose a modification of EA. To generate the initial test points, it was proposed to use the LP-τ sequence, this allowed us to reduce the initial population of test points and bring EA closer to a truly “random” process. The scheme of the proposed algorithm is considered, which gives an idea of the sequence of operations that are carried out with populations of test points at each stage of the evolutionary process. The solution of the specific problem of selecting optimal parameters for a serial reducer is given. The input data, numerical and functional limitations are determined, the objective functions are formed. The results of the solution are shown in several presentation formats: tabular and graphical, which allows to qualitatively interpret and analyze the results. Conclusions are made about testing the proposed algorithm for solving a specific problem of optimal design. Further ways of improving this methodology are proposed

Solving the problem of optimal design for a two-stage reducer by using a modified evolutionary algorithm

The work is devoted to solving the problem of selecting optimal geometric parameters of gears of a two-stage cylindrical reducer using a modified evolutionary algorithm (EA). The statement of the problem is considered, design parameters, objective functions, limitations on design parameters are determined. This allowed us to propose a modification of EA. To generate the initial test points, it was proposed to use the LP-τ sequence, this allowed us to reduce the initial population of test points and bring EA closer to a truly “random” process. The scheme of the proposed algorithm is considered, which gives an idea of the sequence of operations that are carried out with populations of test points at each stage of the evolutionary process. The solution of the specific problem of selecting optimal parameters for a serial reducer is given. The input data, numerical and functional limitations are determined, the objective functions are formed. The results of the solution are shown in several presentation formats: tabular and graphical, which allows to qualitatively interpret and analyze the results. Conclusions are made about testing the proposed algorithm for solving a specific problem of optimal design. Further ways of improving this methodology are proposed

ОЦІНКА ПАРАМЕТРІВ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ КОНСТРУКЦІЇ СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА ПРИ ДІЇ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ

The stress-strain state and natural vibrations of the solar collector were investigated in this work. The most common types of solar collectors and their relevance are analyzed at present. The resulted description and analysis of applied software products are given for the purpose of revealing their conformity to perform this work. The spatial model of the disk solar collector was constructed, on the basis of which the analysis of the design was carried out. As a result, the values of displacements, tensions and internal fluctuations of the design for different angles of inclination to the horizon are obtained. The design weaknesses for further modernization are revealed. The ways of elimination of identified structural defects are proposedВ ході роботи були досліджені напружено-деформований стан та власні коливання сонячного колектора. Проаналізовані найпоширеніші види сонячних колекторів та їх актуальність на теперішній час. Приведений опис та аналіз застосованих програмних продуктів з метою виявлення їх відповідності для виконання даної роботи. Побудовано просторову модель дискового сонячного колектору, на основі якої був проведений аналіз конструкції. У результаті отримані величини переміщень, напружень та власних коливань конструкції для різних кутів нахилу до горизонту. Виявлені слабкі місця конструкції для подальшої модернізації. Запропоновані шляхи усунення виявлених конструктивних недолікі

КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОПТИМАЛЬНО-РАЦІОНАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ТРИВАЛЬНИХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

The article is devoted to the problem of computer modeling of rational design of three-shaft gearboxes according to criteria of minimum center distance, length and mass taking into account load capacity of the main elements. Existing methods and approaches to optimization coaxial step machine drives and the basis of common methods of mathematical optimization were considered, on the basis of which the direction of the improvement of methods optimization three-shaft gearboxes was chosen. An algorithm is combination of methods of LPτ-sequences and narrowing of parameters space. The chart of optimization algorithm is resulted. The stages of calculations and feature of optimization algorithm work are consistently described. The replacing the logic operations in LPτ-sequences is proposed. This allowed to obtain test points with coordinates, which are natural numbers. The implementation of the methodology in the form of a complex algorithm is given, which combines the objective functions, limits and methods of optimization with the rational sequence of check limits, narrowing of parameters space and the analysis and treatment of the obtained results. The algorithm was implemented in Delphi 7Статья посвящена задаче компьютерного моделирования оптимально-рационального проектирования трехвальных коробок передач по критериям минимальных межосевого расстояния, длины и массы с учетом нагрузочной способности основных элементов. Разработана компьютерная модель оптимально-рационального проектирования трехвальных коробок передач, которая включает все аспекты проектирования по рекомендованной комбинированной методике на основе совмещения методов ЛПτ-поиска и сужения окрестностей, что позволяет упростить процесс проектирования и избежать недостатков двух методов, а также организацию многоуровневого зондирования, которое позволяет значительно увеличить количество пробных точек для повышения точности полученных данных. Предоставлено основные схемы и блок-схемы элементов алгоритма. Реализация компьютерной модели осуществлялась в среде Delphi 7Стаття присвячена задачі комп’ютерного моделювання оптимально-раціонального проектування тривальних коробок передач за критеріями мінімальних міжосьової відстані, довжини та маси з врахуванням навантажувальної здатності основних елементів. Розроблено комп’ютерну модель оптимально-раціонального проектування тривальних коробок передач, яка включає всі аспекти проектування за рекомендованою комбінованою методикою на основі суміщення методів ЛПτ-пошуку та звуження околів, що дає змогу спростити процес проектування та уникнути недоліків цих двох методів, а також організацію багаторівневого зондування, яке дає змогу значно збільшити кількість пробних точок для підвищення точності отриманих даних. Надано основні схеми та блок-схеми елементів алгоритму. Реалізація комп'ютерної моделі здійснювалася у програмному середовищі Delphi

Multi-criteria optimization of tracked vehicle transmissions

The article is devoted to the problem of computer modeling of rational design of tracked vehicle transmissions with multiple criteria. The problems of finding optimal geometric parameters that satisfy several quality criteria. All the complexity of the layout and the relationship of the parameters make difficult their choice, which is simplified when using approaches of mathematical optimization. Using the famous pseudo-random method LPτ-search with the author's modification made it possible to avoid problems associated with the discreteness and the number of parameters. The main optimization criteria for transmission are minimum center distance, minimum length, minimum mass, and maximum uptime probability. To solve this problem, the problem was formulated and design parameters with constraints were specified, criteria were recorded and a transformation from multicriteria to a single criterion was proposed. The approach is based on analysis of test points that obtained using LPτ-search, and further processing of the information received. The approach of transformation from many criteria to one is proposed by introducing the scale of importance by the designer and assigning the importance of each of the criteria, finding the desired solution for each trial point of relative offset, which is proposed to be used as a unifying criterion. Basic schemes and flowcharts of the algorithm elements are provided. The implementation of the computer model was carried out in the Delphi 7 environment

ПОБУДОВА ЦІЛЬОВОЇ ФУНКЦІЇ ОПТИМІЗАЦІЇ ТРАНСМІСІЇ ГУСЕНИЧНОГО ТРАНСПОРТЕРА-ТЯГАЧА МТ-ЛБ ЗА МАСОЮ

Solving the problem of optimizing for transmission of light multipurpose tracked load-carrier/prime mover MT-LB is a perspective area of research because it improves the mass characteristics of the machine, to ensure the load capacity and durability of transmission at upgrading. Optimization objective function by weight was built, which is quite correct transmission models. It takes into account the geometry, dimensions, weight and strength properties of the main parts and aggregates. Variables planning are defined, which selected as basic geometric parameters of gearings: modules m and number of teeth z1, z2. Also the dimension of the problem calculate. The system of limits imposed on the variable planning are imposed. They allow you to efficiently define search space and fully characterize all conditions of geometry, structure, strength and other indicators of transmission. In further studies planned election methods for solving the optimization problem, the construction of the applied methods and algorithms, performance testing and verification calculations for verification and evaluation of the theoretical resultsРешение задачи оптимизации трансмиссии легкого многоцелевого гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ является перспективным направлением исследований, так как позволяет улучшить массовые характеристики машины, обеспечить нагрузочную способность и долговечность трансмиссии при модернизации. Построена целевая функция оптимизации по массе, которая достаточно корректно учитывает основные показатели трансмиссии. Определены переменные проектирования, в качестве которых выбраны основные геометрические параметры зацеплений: модули m и числа зубьев z1, z2. Также определена размерность задачи. В дальнейших исследованиях планируется избрание методов решения задачи оптимизации, построение прикладных методик и алгоритмов, выполнение тестовых и проверочных расчетов для подтверждения и оценки полученных теоретических результатовРозв'язання задачі оптимізації трансмісії легкого багатоцільового гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ є перспективним напрямком досліджень, тому що дозволяє поліпшити масові характеристики машини, забезпечити навантажувальну здатність та довговічність трансмісії при модернізації. Побудовано цільову функцію оптимізації за масою, яка досить коректно враховує основні показники трансмісії. Визначені змінні проектування, у якості яких обрані основні геометричні параметри зачеплень: модулі m та числа зубців z1, z2. У подальших дослідженнях планується вибір методів розв'язання задачі оптимізації, побудова прикладних методик і алгоритмів, виконання тестових і перевірочних розрахунків щодо підтвердження та оцінки отриманих теоретичних результаті