Технічна інженерія

Елементи програмування та 3D-моделювання при автоматизованій атестації метрики промислових роботів

Валерій Анатолійович Кирилович — 2024-07-17

Особливості програмування та 3D-моделювання при автоматизованій атестації метрики ланок маніпуляційних систем практично всіх сучасних моделей одноруких та односхватних промислових роботів (ПР) з використанням відомого програмного середовища CoppeliaSim є змістом цієї роботи. Представлено результати аналізу та перелік існуючих методів та підходів до автоматизованої атестації метрики. Змістовна сутність терміна «атестація метрики», функціональні можливості та доступність щодо вільного використання CoppeliaSim визначило вибір останньої як програмного інструментарію для автоматизації процесу атестації. Це дало можливість виконати просторове 3D-моделювання з повнорозмірними віртуальними моделями кожної із ланок та маніпуляційної системи загалом аналізованих сучасних промислових роботів, що є необхідною складовою процесу атестації. Вказане дозволяє забезпечити надійність та точність при подальшому синтезі необхідних елементів роботизованих технологій, як-то оптимізація розміщення обладнання в робочій зоні ПР, формування оптимальної траєкторії переміщення ланок маніпуляційної системи промислових роботів з робочим інструментом або із захватом при його технологічній взаємодії з об’єктами маніпулювавння тощо. Виконано аналіз засобів та інструментів, які дозволяють врахувати вплив насамперед просторових факторів на метрику ПР, таких як геометричні параметри конструкції ПР, інструментів, захвату, можливі обмеження, що зумовлені конструктивно-технологічними особливостями технологічного обладнання. Надані рекомендації щодо формування комплексу моделюючих засобів та використання автоматизованої атестації для підтримки прийняття рішень у реальних умовах проєктування / синтезу роботизованих механоскладальних технологій. Це робить процес атестації практично значущим щодо його інженерного використання. Матеріали цього дослідження орієнтовані на їх використання дослідниками, інженерами, студентами та аспірантами, які займаються проблемами та практичними задачами промислової робототехніки в частині їх автоматизованого моделювання та аналізу з подальшим їх використанням під час технологічної підготовки роботизованих механоскладальних виробництв.

Невизначеність оцінювання втрати вологості готової продукції

Євген Тимофійович Володарський — 2024-07-17

Побудова сучасного виробництва неможлива без використання інформаційно-вимірювальних систем (ІВС), які дозволяють оптимізувати виробничі процеси, підвищити продуктивність підприємства та покращити якість готової продукції завдяки контролю сукупності характерних параметрів. Розглядається питання оцінювання вологості виготовленої продукції – характерного параметра, що є визначальним для якості готових продуктів у багатьох сферах промисловості. Не порушуючи загальності висновків, проводяться дослідження на основі технологічних процесів з випаровуванням. При їх реалізації виконуються визначальні вимірювання, сутність яких полягає в проведенні процесу градуювання на основі тестових зразків з метою створення градуювальних таблиць, та контрольні вимірювання, які виконуються безпосередньо під час виробничого процесу з метою корегування, відповідно до створених таблиць, керованих параметрів, що впливають на значення характерної величини. Описано методику отримання відносної градуювальної характеристики для процесів, що прямо чи опосередковано відповідають модельному рівнянню віднімання. Наведено структурну організацію при градуюванні значень характеристичного параметра готового продукту від розміру впливових чинників. Проаналізовано невизначеність оцінювання вологості за результатами контрольного вимірювання. Встановлено, що присутність інструментальної кореляції під час виконання операції віднімання призводить до підвищення точності оцінювання, причому зі збільшенням різниці між вхідними параметрами, росте і точність оцінювання вологості готової продукції.

Особливості моделювання процесів прийняття рішень у галузі персональних фінансів

Владислав Валентинович Дідківський — 2024-07-17

В умовах постійної технологічної та економічної динаміки сучасного світу управління персональними фінансами стає надзвичайно важливою складовою фінансової стійкості та благополуччя для індивідуальних споживачів. Люди зіштовхуються з різноманітними фінансовими інструментами та можливостями інвестування, що вимагає від них ефективного управління фінансами для досягнення своїх фінансових цілей. У статті досліджуються особливості моделювання процесів прийняття рішень у галузі персональних фінансів, зосереджуючись на індивідуальних особливостях людей до сприйняття ризиків. Зокрема, стаття використовує теорію перспектив для аналізу процесів прийняття рішень у галузі персональних фінансів. Цей підхід дозволяє розглянути, як індивідуальні особливості сприйняття ризику впливають на вибір фінансових інструментів та інвестиційних стратегій. Результати аналізу демонструють, що ставлення до ризику може визначати вибір між ризикованими та стабільними інвестиціями. Зазначено можливість використання підходу у розробці алгоритмічного та програмного забезпечення для моделювання процесів прийняття рішень у галузі персональних фінансів, що відкриває перспективи для подальшого розвитку навчальних інструментів з метою підвищення рівня фінансової грамотності.

Вибір та оптимізація уніфікованого протоколу передачі результатів вимірювань в інформаційно-вимірювальних системах з адаптивним налаштуванням

Юрій Олександрович Подчашинський — 2024-07-17

Проблематика створення інформаційно-вимірювальних систем з адаптивним налаштуванням методів передачі та обробки даних, зокрема вибір уніфікованого протоколу передачі даних, який може адаптуватися до різноманітних каналів передачі даних, є актуальною та розглядається у статті. Виконано аналіз існуючих протоколів передачі даних, від застарілих до сучасних, з акцентом на їх здатність забезпечувати ефективність та високий рівень інтегральної достовірності передачі вимірювальної інформації. Ці показники є критично важливими на етапі проєктування комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем. Основна увага приділяється завданням, пов’язаним з оптимізацією роботи системи, таким як буферизація та збереження інформаційних повідомлень, прив’язка подій до міток часу та використання отриманих рішень в автономних системах.

Розглядається важливість вибору уніфікованого протоколу для забезпечення сумісності компонентів різних виробників у інформаційно-вимірювальній системі та забезпечення ефективного використання каналу зв’язку. Аналізуються сучасні промислові телемеханічні протоколи передачі даних, такі як Modbus, IEC 61850, та інші, з огляду на їх сумісність, ефективність, інтегральну достовірність, захист інформації, а також їх придатність до різних каналів передачі даних. Особлива увага приділяється проблемам, які виникають під час використання протоколів без використання TCP/IP як мережевої моделі передачі даних,та вразливостям, пов’язаним із використанням лише циклічного надлишкового коду (CRC) TCP/IP на різних етапах передачі даних. В контексті цих проблем розглянуто протокол IEC 870-5-104 як оптимальний вибір для інформаційно-вимірювальних систем з адаптивним налаштуванням, завдяки його здатності передавати різні типи даних з високою достовірністю та інтеграцією в промислові системи. Додатково обговорюються питання буферизації, збереження інформації, синхронізації часу та використання динамічної апертури для ефективнішої передачі даних. Запропоновано алгоритми синхронізації та оптимізації передачі даних, що можуть значно покращити ефективність.

Аналіз проблематики та розробка структури комп’ютеризованої інформаційно-вимірювальної системи механічних характеристик асинхронного електропривода в насосному обладнанні

Юрій Олександрович Подчашинський — 2024-07-17

У статті проведено аналіз особливостей використання асинхронного електропривода в насосному обладнанні. Розглянуто проблеми, що виникають під час діагностики, дослідження та обслуговування таких електродвигунів. Проаналізовано інформацію щодо дослідження та випробувань електрогідравлічних систем в авторизованому сервісному центрі «GRUNDFOS». Наявні вимоги до цих систем, враховуючи важкі умови запуску та змінні профілі навантаження, підкреслюють необхідність у надійних системах вимірювання механічних характеристик, діагностики та технічного обслуговування обладнання.

Також звертається увага на критичність безперебійної роботи в таких галузях, як водопостачання. Стаття пояснює ризики, пов’язані з аварійними зупинками насосних агрегатів, зокрема – через можливі пошкодження гідравлічних та електричних компонентів. Крім того, в статті розглянуто такі сучасні вимоги до асинхронного електропривода в насосному обладнанні, як енергоефективність. Питання енергоефективності можуть бути вирішені шляхом оптимізації режимів роботи двигуна та впровадження сучасних систем керування.

Здійснено огляд та аналіз шляхів удосконалення процесу вимірювання механічних характеристик асинхронних двигунів. У результаті розроблено структурну схему комп’ютеризованої інформаційно-вимірювальної системи (ІВС), в якій зроблено акцент на гнучкості технічної реалізації спираючись на попередні дослідження авторів. Запропонована ІВС є багатоканальною та забезпечує вимірювання і контроль механічних характеристик асинхронних електродвигунів у насосному обладнанні. Комп’ютеризована ІВС може бути використана для дрібносерійної розробки, обслуговування та діагностики насосного обладнання. Це зі свого боку має ключове значення для підвищення його ефективності та надійності відповідно до зростаючих вимог промислових і комунальних підприємств.

Математичні моделі для розрахунку витрат в інформаційно-вимірювальній системі обліку газу

Ларіна Олексіївна Чепюк — 2024-07-17

За допомогою інформаційно-вимірювальних систем можна значно покращити облік витрати газу на нафтогазових підприємствах. Використання для вимірювань ультразвукового методу є досить перспективним. Він дає можливість проводити вимірювання різних речовин без прямого контакту, приймально-передавальні елементи мають високу надійність, тому що немає рухомих частин, діапазон вимірювань теоретично необмежений. Ультразвуковий перетворювач витрат (УЗПВ) – це акустичний перетворювач витрати, що працює в ультразвуковому діапазоні частот, в якому створюється сигнал вимірювальної інформації, що базується на залежності акустичного ефекту в потоці газу від її витрати. Розглянуто класифікацію ультразвукових перетворювачів витрати та варіанти розташування акустичних шляхів УЗПВ, теоретичні основи методу вимірів. Наведено методики розрахунку об’ємної витрати у робочих умовах, масової витрати та об’ємної витрати газу, приведена до стандартних умов, об’ємної витрати та об’єму сухої частини вологого газу, приведених до стандартних умов та розрахунок енерговмісту газу.

Автомобілі з паливними комірками на водні з протонообмінною мембраною

Руслана Віталіївна Колодницька — 2024-07-17

Зміна клімату змістила фокус з викопного палива на чисті та відновлювані джерела енергії, а воднева енергетика стала глобальним рішенням для багатьох галузей, враховуючи автомобільний транспорт. Водневі паливні елементи (комірки), зокрема протонообмінні мембранні паливні комірки (PEMFC), є ключовими для зеленої революції завдяки високій ефективності перетворення енергії та нульовим рівнем викидів. Паливні елементи з протонообмінною мембраною використовують як паливо газоподібний водень, як окислювач – кисень з повітря, твердий електроліт і платиновий каталізатор.

Транспортні засоби на паливних комірках (Fuel-cell electric vehicles FCEVs) з використанням водню належать до транспортних засобів з нульовими викидами. В 2007 р. компанія «Toyota» випустила свій перший автомобіль з паливними комірками «Toyota Mirai» з електричним двигуном потужністю 113 кВт. Замість двигуна внутрішнього згоряння цей автомобіль має стек паливних комірок, що виробляє електричний струм. Студенти Делфтського технічного університету (TU Delft) (Нідерланди) створили гоночний автомобіль «Forze IX», який є найшвидшим гоночним автомобілем з паливними комірками на водні у світі. Автомобільні компанії «Toyota» та «Hyundai» планують виробляти 3,7 млн транспортних засобів з паливними комірками на водні до 2030 р.

У роботі описано автомобіль на водневих паливних комірках, який спроєктовано в програмному середовищі ADVISOR MATLAB. Підраховано також показники використання енергії в силових агрегатах автомобіля для різних автомобільних циклів. Найбільші втрати енергії одержано в міському циклі на паливних комірках автомобіля. Було досліджено, що за рахунок частих зупинок ефективність використання енергії паливними комірками падає до 78 %, але покращується ефективність батареї до 74 %. Моделювання в ADVISOR показує, що автомобіль на водневих паливних комірках викидає лише воду.

Паливна комірка з протонообмінною мембраною (полімерною електролітною мембраною) складається з електролітної мембрани, затиснутої між анодом (негативним електродом) і катодом (позитивним електродом). Проточні пластини (flow plates) виконують кілька важливих функцій: 1) направляють водень і кисень до електродів; 2) відводять воду і тепло від паливного елемента; 3) проводять електрони від анода до електричного кола і назад до катода.

Було досліджено і проаналізовано декілька тисяч зображень паливних комірок PEMFC з низькою і надвисокою роздільною здатністю, що дало змогу більш детально ознайомитися з процесами, що проходять всередині комірки і виявити зміни, які відбуваються з мембраною.

Імітаційне моделювання стохастичного процесу на прикладі обчислювальної системи

Юрій Борисович Бродський — 2024-07-17

Метою статті є розроблення методики оцінювання стохастичних процесів у складних системах на прикладі трипроцесорної обчислювальної системи, що дасть змогу підвищити ефективність контролю функціонування та управління такими об’єктами. Під час проведення дослідження було застосовано методи системного підходу, аналізу і синтезу, стохастичного та імітаційного моделювання, на основі яких було відтворено поведінку трипроцесорної обчислювальної системи за різних умов; симуляції дозволили розкрити механізм роботи системи та провести верифікацію стохастичної моделі; ланцюги Маркова дали можливість змоделювати переходи обчислювальної системи зі стану в стан та оцінити ймовірності станів системи як функцій часу чисельними методами. У статті запропоновано імітаційну модель, яка дозволяє визначити стани процесорів, розрахувати періоди їх завантаженості залежно від загального часу функціонування та визначити момент часу, з якого завершуються перехідні процеси і обчислювальна система досягає стійкого, збалансованого режиму роботи. Теоретична та практична значущість дослідження полягає в поглибленні наявних і розробленні нових теоретико-методичних положень щодо підвищення ефективності аналізу та оцінювання стохастичних процесів у складних системах.

Використання методів Data Mining для аналізу даних рекламної мережі

Ростислав Аркадійович Вольський — 2024-07-17

Важливою і активно досліджуваною темою в сучасних дослідженнях рекламних мереж є прогнозування та аналіз даних, що містить побудову моделей отримання даних і вибір методів їх аналізу. Центральним аспектом дослідження є використання методів Data Mining для обробки великих масивів рекламних даних. Запропоновано математичну модель та методи, що дозволяють прогнозувати навантаження на рекламні сервери і кластеризувати стан їх роботи, визначаючи потенційні збої та проблеми на ранніх стадіях. Ці моделі та методи обробки даних впроваджуються у системи керування, дозволяючи оптимізувати роботу рекламних мереж, знижуючи фінансові витрати та підвищуючи ефективність управління рекламними ресурсами. Окрім цього, розроблено алгоритми для автоматичного масштабування ресурсів, що базуються на прогнозованих даних, забезпечуючи стабільність та надійність системи. Запропоновані технології та методи можуть бути використані у кадровому менеджменті та підготовці висококваліфікованих IT-спеціалістів, забезпечуючи їхнє відповідне навчання та розвиток відповідно до вимог сучасних рекламних мереж.

Використання мовних моделей штучного інтелекту для генерації публікацій у соціальних мережах

Ольга Григорівна Ворочек — 2024-07-17

У статті досліджується використання мовних моделей штучного інтелекту для генерації публікацій у соціальних мережах. Штучний інтелект (ШІ) стає все більш інтегрованим у наше повсякденне життя, і мовні моделі, такі як GPT-4 від OpenAI, відіграють у цьому ключову роль.

Мовні моделі можуть використовуватися для різних завдань: автоматизованого перекладу, створення чат-ботів, генерації текстів, що відповідають стилю певного автора або жанру, формування персоналізованих рекомендацій та навіть для детекції фейкових новин. У статті розглянуто, як ці моделі можуть бути застосовані для генерації контенту в соціальних мережах, що є корисним для особистих блогів, комерційних акаунтів та новинних каналів.

Було проведено аналіз існуючих мовних моделей, таких як GPT, BERT, Gemini та LLaMA та наведено їх переваги та недоліки. Розглянуто принцип дії генеративних моделей та підрахунок токенів при створенні запитів до штучного інтелекту, наведено відповідні приклади.

Описано процес збору та підготовки даних, їх фільтрації та оптимізації для зменшення вартості запитів під час навчання моделі, який забезпечує здатність генерувати контент, що відповідає заданому стилю та тематиці.

Детально описано процес створення власного GPT-застосунку із використанням завантаженого та обробленого набору даних. Наведено порівняльну статистику публікацій, написаних людиною та штучним інтелектом у формі таблиці та графіка, проаналізовано отримані результати.

В подальшому у створений GPT-додаток можна буде інтегрувати власні API сервіси та використати модель генерації зображень DALL-E.

Ця робота підкреслює важливість і актуальність досліджень у сфері мовних моделей ШІ та їхнього застосування для генерації контенту у соціальних мережах, відкриваючи нові можливості для автоматизації та оптимізації цих процесів.

Математичний підхід у системі розпізнавання вільних паркомісць з використанням геометричних параметрів та двовимірних форм

Марина Сергіївна Граф — 2024-07-17

Стратегія розпізнавання вільних та зайнятих місць паркування полягає у вивченні об’єктів на зображенні, їх розпізнаванні та зіставленні їх з об’єктами, збереженими у базі даних. Існує багато алгоритмів, ефективних для розпізнавання, наприклад, такі: аналіз головних компонентів, дискретне косинусне перетворення, 3D-методи розпізнавання, метод вейвлетів Габора тощо. При виборі методу розпізнавання об’єктів необхідно враховувати такі фактори, як: точність, часові обмеження, швидкість процесу та доступність. Завданнями, що розглядаються в цій статті, є виявлення об’єктів на стоп-кадрах з відеопотоку та їх сегментація. У цій статті пропонується новий підхід до розпізнавання вільних та зайнятих паркомісць. Запропонований метод полягає в тому, що за допомогою тривимірної геометрії параметри об’єктів поєднуються з їхніми інваріантними ознаками для розпізнавання. В дослідженні авторами описано метод вилучення приблизної тривимірної інформації про об’єкти із зображення та розглянуто систему машинного зору для розпізнавання плоского вигляду вільних та зайнятих паркомісць. Результати проведених експериментів показують, що запропонований підхід гарно розпізнає спотворені форми пласких об’єктів.

Нечітке моделювання для аналізу та прогнозування в складних інформаційних системах

Марина Сергіївна Граф — 2024-07-17

Стаття присвячена вивченню проблеми попередження та виявлення виникнення помилок та збоїв у роботі складних інформаційних систем. Під час дослідження використано поняття «системного аналізу» для визначення можливих проблем забезпечення стабільної роботи інформаційної системи та синтезу системи, що дозволить підвищити ефективність її рішення. Запропоновано використовувати нечітку логіку та нечітке моделювання, а також оцінки експертів, що визначають можливість технічних збоїв.

Введено поняття нечіткості до значень елементів, що входять до складу інформаційної системи. Описується припущення, що при нечіткому моделюванні в експерта, що приймає рішення, може бути одна стратегія, що забезпечує найкращий результат. Для знаходження таких варіантів або стратегій розглянуто нечіткі оцінки наслідків з врахування всієї множини існуючих варіантів, з можливістю проведення її подальшої заміни іншою нечіткою множиною з трикутною функцією належності. Такий підхід дозволить проводити розгляд інтегральної нечіткої оцінки по відношенню до можливих наслідків від обраного вибору. Описано можливі причини того чи іншого збою, визначено належності та пріоритетність помилок та збоїв.

Безпека комунікації мікросервісів: використання квантово-стійких алгоритмів для підпису JWT-токену

Денис Васильович Дацюк — 2024-07-17

У сучасному світі квантові обчислення стають реальністю, що висуває підвищені вимоги до безпеки комунікації між сервісами. У цьому контексті надзвичайно важливим є використання квантово-стійких алгоритмів для підписування JWT-токенів у мікросервісній архітектурі. Особливий інтерес становить порівняння ефективності квантово-стійких алгоритмів на основі решіток із традиційним RSA, щоб визначити оптимальні методи підписування токенів із точки зору продуктивності, безпеки та стійкості до квантових загроз. Під час дослідження було проведено серію запитів до сервісу та побудовано діаграми для порівняння затримок під час підписування та перевірки підписів. Зокрема, вимірювалися затримки для кожного алгоритму, щоб визначити середній час виконання операцій і зрозуміти вплив їхньої продуктивності на роботу мікросервісної архітектури. Результати дослідження показують, що квантово-стійкий алгоритм Dilithium демонструє значно вищу продуктивність у підписуванні та верифікації JWT-токенів порівняно з RSA. Цей алгоритм побудований на криптографії на ґратках, що забезпечує ефективну генерацію ключів і підписів навіть при високих рівнях безпеки. Однак збільшення розміру ключів і підписів призводить до підвищеного використання пропускної здатності мережі, що слід враховувати під час впровадження. Алгоритм Dilithium виявляється перспективним варіантом для забезпечення високої продуктивності та безпеки в мікросервісних системах. Його здатність швидко генерувати та перевіряти підписи сприяє ефективній та надійній комунікації між мікросервісами, зберігаючи при цьому стійкість до майбутніх квантових загроз. Використання квантово-стійких алгоритмів стає все більш актуальним у світлі зростаючих ризиків, пов’язаних із розвитком квантових обчислень.

Комплексний аналіз програмного забезпечення для моделювання та емуляції комп’ютерних мереж: інструменти, застосування та майбутні напрями

Ольга Юріївна Дячук — 2024-07-17

У статті пропонується комплексний аналіз різноманітного програмного забезпечення для моделювання та емуляції комп’ютерних мереж, враховуючи як комерційні, так і рішення з відкритим вихідним кодом. Розглянуто широкий спектр інструментів, зокрема Cisco Packet Tracer, Cisco VIRL, UNetLab, Pnet Lab, EVE-NG, Boson NetSim, IMUNES, OPNET, eNSP, CML, D- Link TP-Link simulator, NS-3, GNS3, OMNeT++, Mininet, QualNet та CORE. Кожне програмне забезпечення проходить всебічний огляд на основі його функцій, підтримуваних протоколів, продуктивності, зручності використання та потенційного застосування в реальних сценаріях.

У статті інтерпретуються результати аналізу та обговорюються їхні наслідки для мережевих досліджень, освіти та промисловості. У ній ретельно висвітлюються сильні та слабкі сторони кожного програмного інструменту і пропонуються напрями для майбутніх досліджень. Серед цих напрямів – вирішення проблем масштабованості, покращення зручності використання та дослідження додатків у таких спеціалізованих сферах, як мережева безпека та програмно-визначені мережі (SDN). Крім того, стаття заглиблюється в потенційні реальні застосування проаналізованих програмних інструментів у різних сценаріях, враховуючи проєктування, оптимізацію, тестування, навчання та дослідження мереж.

Таким чином, ця стаття надає цінну інформацію про програмне забезпечення для моделювання та емуляції мереж, задовольняючи потреби як дослідників, так і викладачів та професіоналів галузі. Пропонуючи детальний огляд і порівняння різних інструментів, вона допомагає у виборі найбільш відповідного програмного забезпечення для конкретних вимог і цілей, тим самим слугуючи цінним ресурсом для навігації в складному ландшафті технологій мережевого моделювання та емуляції.

Дослідження можливостей використання SOC на основі безкоштовного та відкритого програмного забезпечення

А.А. Єфіменко — 2024-07-17

У статті розглядається особлива комбінація рішень операційного центру безпеки, що використовують безкоштовне програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, як альтернатива таким центрам на базі високовартісного пропрієтарного ПЗ. У дослідженні визначено компоненти такого операційного центру безпеки, описано їх місце та взаємодію в процесі виявлення, аналізу та пом'якшення наслідків кібератак. Також проаналізовано конкурентоспроможність та визначено переваги, недоліки та перспективи розвитку запропонованого рішення.

У дослідженні проаналізовано конкретну комбінацію безкоштовних інструментів з відкритим вихідним кодом, детально описано роль та взаємодію кожного компонента у виявленні, аналізі та пом'якшенні наслідків кіберзагроз. Запропонований безкоштовний операційний центр безпеки з відкритим вихідним кодом складається з системи управління інформацією та подіями безпеки (Elastic Stack), платформи оркестрування, автоматизації та реагування безпеки (TheHive і Cortex), системи запобігання вторгненням/виявлення вторгнень (Snort), системи виявлення та реагування на вторгнення на кінцеві точки/розширеного виявлення та реагування на вторгнення (Wazuh), платформи розвідки загроз (MISP), сканера вразливостей (OpenVAS), інструменту для аналізу шкідливого програмного забезпечення (YARA), рішень Honey, а також системи для перевірки на наявність шкідливого програмного забезпечення (Atomic Red Team).

У дослідженні проілюстровано приклади використання, що демонструють реакцію операційного центру безпеки на інфікування вірусами-здирниками, використання вразливостей і спрацьовування honeypot, з акцентом на синергетичну взаємодію між компонентами. Переваги безкоштовного операційного центру безпеки з відкритим вихідним кодом включають економічну ефективність, можливість налаштування, гнучкість, надійність, відмовостійкість та підтримку з боку фахової спільноти. Серед недоліків центру визначено загальну складність, проблеми з інтеграцією, недостатність документації, відсутність підтримки з боку постачальників, потенційні ризики для безпеки та обмежені можливості порівняно з корпоративними рішеннями.

У дослідженні зроблено висновок, що хоча розгортання та управління безкоштовними інструментами з відкритим вихідним кодом може бути складним, переваги безкоштовного операційного центру безпеки з відкритим вихідним кодом переважають недоліки, що робить його життєздатним варіантом для організацій з особливими потребами в безпеці, особливо для тих, які мають бюджетні обмеження.

Система перевірки дипломних робіт як інструмент автоматизації роботи студента та викладача

Ольга Віталіївна Кучерук — 2024-07-17

Ключовим завданням сьогодення є пошук та впровадження ефективних інструментів, які сприяють підвищенню продуктивності роботи студентів та викладачів. У цьому контексті система перевірки дипломних робіт є інноваційним засобом автоматизації навчального процесу, що має потенціал значно полегшити та покращити роботу основних учасників освітнього процесу.

Перш за все важливо визначити, що така система передбачає. Це комплекс програмних та технічних інструментів, спеціально розроблених для автоматизації процесу перевірки дипломних робіт студентів. Сервіс враховує алгоритми для виявлення плагіату, оцінювання якості та об’єктивності робіт, а також можливість забезпечення зворотного зв’язку та рекомендацій для студентів щодо поліпшення робіт.

Першою перевагою системи є зменшення часу, який витрачається на перевірку дипломних робіт. Застосунок виконує аналіз тексту робіт набагато швидше, ніж це може зробити викладач, дозволяючи ефективніше використовувати ресурси закладу вищої освіти, що особливо актуально в умовах зростання кількості студентів та обсягу робіт.

Другою важливою перевагою є підвищення об’єктивності та якості оцінювання. Система перевірки дозволяє використовувати об’єктивні критерії та стандарти для оцінювання робіт, що робить процес більш справедливим і консистентним. Наш сервіс для оцінювання робіт містить перевірку різних аспектів, таких як правильність оформлення рамок та літературних джерел, відповідність сторінок змісту сторінкам у документі, форматування джерел, наявність розділових знаків у джерелах, правильність головної сторінки, відповідність підписів до рисунків і таблиць, їхнє згадування у контексті роботи та використання абревіатур. Застосунок реагує на зміни в критеріях оцінки, може надавати детальний аналіз та рекомендації щодо покращення робіт.

Що стосується молодих вчених, система перевірки дипломних робіт сприяє саморозвитку студентів. Вона дозволяє студентам отримувати об’єктивну оцінку своїх навичок та здібностей, а також вказівки щодо покращення якості. Це стимулює самостійне вдосконалення та навчання.

Зараз, коли освітній процес стає все більше цифровим, система перевірки дипломних робіт також відкриває можливості для інтеграції з іншими освітніми та науковими інструментами. З’являються можливості по взаємодії з платформами для навчання онлайн, електронними бібліотеками та іншими ресурсами, що допомагають покращити навчальний процес та роботу викладачів.

Застосування описової статистики для аналізу результатів тестування студентів

Галина Вікторівна Марчук — 2024-07-17

Статистика є важливою складовою у розв’язанні прикладних математичних задач, оскільки вона забезпечує інструменти та методи для аналізу і прийняття обґрунтованих рішень на основі даних. Описова статистика є важливим інструментом для первинного аналізу даних, допомагаючи зрозуміти основні характеристики та тенденції, що є необхідним етапом перед проведенням більш складного статистичного аналізу. Основою описової статистики є міри центральної тенденції, такі як середнє значення, медіана і мода, які використовуються у широкому спектрі прикладних математичних задач. У цій роботі представлено аналіз результатів тестування знань студентів з дисципліни «Програмування» для різних груп факультету інформаційно-комп’ютерних технологій Державного університету «Житомирська політехніка». Тестування є важливим інструментом у навчальному процесі, що допомагає забезпечити якісну освіту та сприяє розвитку студентів. Метою дослідження є виявлення академічних груп студентів з високими та низькими результатами, а також груп з великою та малою дисперсією балів. Дослідження показало, що рівень підготовки студентів суттєво відрізняється залежно від групи. Найкращі результати продемонстрували студенти груп КН та КБ, тоді як в групах ІСТ спостерігаються найнижчі середні бали та найбільший розкид балів. Для кращого сприйняття результатів дослідження дані було візуалізовано у вигляді коробчастої діаграми, яка відображає розподіл даних через п’ять основних числових характеристик (мінімум, перший квартиль, медіана, третій квартиль, максимум). На основі отриманих результатів можна розробити рекомендації для покращення навчальних методів і підходів, що сприятимуть підвищенню якості навчального процесу. Ці кроки є важливими для створення адаптивного та ефективного навчального середовища, яке відповідає сучасним вимогам та викликам освітнього процесу. Результати цього дослідження дозволяють зробити висновок, що статистика в прикладній математиці відіграє критичну роль у різних аспектах аналізу даних, моделювання, оптимізації та прогнозування, забезпечуючи наукову основу для розв’язання практичних задач у різних галузях.

Алгоритми розробки та впровадження корпоративної системи аналізу даних на базі Power BI

Петро Петрович Оксанич — 2024-07-17

Розробка і впровадження системи аналітики даних підприємства є важливим процесом цифрової трансформації підприємства. В умовах стрімкого розвитку Deep Tech конкурентоспроможність компанії задля забезпечення динаміки екосистеми є ще більше пріоритетною. У статті представлено результати процесу розробки та впровадження системи аналітики даних на базі Power BI, яка є потужним інструментом для збору, обробки та візуалізації даних з різних джерел. Скорочення часу на обробку даних, зменшення помилок, можливість отримання актуальної інформації у реальному часі та підвищення ефективності управління бізнесом є основними перевагами використання Power BI для аналізу даних. Процес збору та підготовки даних для аналізу в Power BI, а також процес створення звітів та панелей управління, які дозволяють швидко та ефективно аналізувати дані та приймати обґрунтовані рішення, є складовими частинами побудови системи аналітики даних підприємства. Наведено переваги і недоліки платформи аналітики даних Power BI, а також додаткові хмарні інструменти обробки, підготовки, очищення та збагачення даних, що може допомогти у виборі інструментів і засобів зберігання консолідованих даних, інструментів ELT / ETL, а також у виборі системи аналітики підготовлених і структурованих даних. Отримані результати є корисними у використанні бізнес-аналітиками, IT-спеціалістами та керівниками підприємств, які зацікавлені у підвищенні ефективності управління бізнесом за допомогою системи аналітики даних на базі Power BI; для малих, середніх і великих підприємств всіх галузей, що прагнуть до підвищення ефективності управління та прийняття швидких та обґрунтованих рішень на основі аналізу даних.

Виявлення загроз у реальному часі за допомогою JavaScript: механізми моніторингу та реагування

Андрій Іванович Оринчак — 2024-07-17

Розглянуто методи виявлення загроз у реальному часі, моніторинг та реагування на них, використовуючи JavaScript та безпекові механізми. Це дослідження описує можливості для покращення безпеки онлайн-додатків, застосовуючи можливості мови JavaScript. У статті розглядаються методи виявлення загроз у реальному часі та їх застосування в системах, що написано на JavaScript. Продемонстровано як безпечну розробку JavaScript і виявлення загроз у реальному часі, так і реагування на них. Показано, як описані методи можуть захищати вебдодатки у реальних випадках. Стаття має на меті дослідження JavaScript на предмет виявлення загроз у реальному часі, надає практичні рекомендації щодо моніторингу та легування за допомогою JavaScript, показує методи зменшення загроз у реальному часі.

Методологія починається зі всебічного вивчення літератури щодо виявлення загроз у реальному часі та безпеки онлайн-додатків. Приклади коду та дослідження випадків демонструють, як ці теми застосовуються на практиці. Це дослідження надає всебічне розуміння виявлення загроз у реальному часі за допомогою JavaScript, надаючи розробникам та фахівцям з безпеки інформацію для захисту вебдодатків від розповсюджених загроз.

Метод оптимізації характеристик КІХ-фільтра з використанням алгоритму імітації поведінки китів

Руслан Валерікович Петросян — 2024-07-17

У статті розглядається аналіз алгоритму імітації поведінки китів з метою його застосування для оптимізації коефіцієнтів цифрових фільтрів з лінійною фазою. Цифрові фільтри відіграють важливу роль в обробці сигналів, які використовуються в багатьох задачах: системах керування та вимірювання, системах обробки аудіо та відео, в задачах зниження шуму тощо. КІХ-фільтри переважають у розв’язанні деяких задач, тому що мають такі плюси: групова затримка фільтра постійна; КІХ-фільтри завжди стійкі. Нині широкого розповсюдження набули алгоритми, засновані на ройовому інтелекті. Ці алгоритми в теорії штучного інтелекту розглядаються як методи оптимізації. Проведено аналіз існуючих методів розв’язання задачі. Відносно недавно з’явився алгоритм імітації поведінки китів. Цей алгоритм має переваги порівняно з іншими алгоритмами: не потребує інформації про градієнт; може оминати локальні оптимуми; може бути використаний в широкому спектрі задач. На основі такого алгоритму розроблено метод оптимізації характеристик КІХ-фільтрів. Як фітнес-функція використовується середньоквадратичне відхилення між амплітудно-частотною характеристикою прототипу та амплітудно-частотною характеристикою КІХ-фільтра, що проєктується. Моделювання проводилося на прикладі КІХ-фільтра першого типу 24 порядку з використанням мови програмування Python. Результати моделювання показали ефективність застосування цього алгоритму для синтезу КІХ-фільтрів. Такий метод може з успіхом використовуватися під час проєктування КІХ-фільтрів з лінійною фазою при створенні різних технічних засобів. Однак варто врахувати, що ефективність алгоритму імітації поведінки китів нижча, ніж генетичного алгоритму, майже на порядок за часом. Також до недоліків варто зарахувати необхідність встановлювати межі простору пошуку.

Дослідження застосування автоматизованого машинного навчання для порівняльного аналізу методів прогнозування курсу криптовалют

Дмитро Дмитрович Плечистий — 2024-07-17

Прогнозування вартості активів завжди викликало значний інтерес, спонукаючи дослідників постійно вдосконалювати методи та інструменти вирішення цього завдання. Розвиток штучного інтелекту значно збільшив потенціал досліджень у цій сфері, приводячи до виникнення нових алгоритмів і методів, які використовують переваги швидкості обчислень та точності нейронних мереж. Це підтримало активне дослідження машинного навчання в контексті прогнозування, що призвело до появи нових варіацій і модифікацій алгоритмів. Однак велика кількість досліджень вимагає від користувачів самостійного аналізу та експериментальної перевірки їх ефективності. Стаття містить результати дослідження можливості використання автоматизованого машинного навчання для аналізу методів прогнозування курсу криптовалют. На момент проведення дослідження автоматизованого машинного навчання здебільшого використовується з метою спрощення процесу використання машинного навчання для розв’язання певних практичних задач. Проте такий підхід також дозволяє провести автоматизацію процесу порівняння результатів різноманітних досліджень й значно спрощує та пришвидшує їх узагальнення. В основу автоматизованого машинного навчання покладено взаємопов’язаний набір процесів, які об’єднуються у конвеєр. Зазвичай конвеєр містить набір автоматизованих операцій від обробки даних до генерації результатів, що значно пришвидшує та спрощує процес отримання й використання результатів. У статті описуються особливості архітектури та реалізації кожного з етапів для вирішення завдання, що надає змогу максимально автоматизувати процеси збору та обробки даних, створення й навчання моделей машинного навчання, а також генерації й обробки отриманих результатів. У підсумку користувач має змогу налаштовувати підтримувані алгоритми та методи за допомогою користувацького інтерфейсу й згодом аналізувати отримані результати за допомогою спроєктованої системи.

Дослідження методів виділення контурів об’єктів на растрових зображеннях зразків бурштину

Юрій Олександрович Подчашинський — 2024-07-17

У статті розглянуто програмно-алгоритмічні методи виділення контурів об’єктів, що застосовуються в системах технічного зору (СТЗ). Ефективна робота СТЗ вимагає напрацювання методів та алгоритмів обробки растрових зображень об’єктів з урахуванням їх особливостей для прикладної області застосування СТЗ. Наприклад, СТЗ широко застосовуються в промисловості, аграрному секторі, медицині, космонавтиці, автобудуванні тощо. Ефективні методи та алгоритми виявлення об’єктів та їх контурів на растрових зображеннях значно покращують результат роботи СТЗ в прикладних задачах. Також ці методи виключають суб’єктивні чинники, що впливають на прийняття рішень. СТЗ можуть значно краще визначати дрібні часточки, різноманітні вкраплення, тріщини, текстуру на досліджуваній поверхні, використовуючи різноманітні методи та алгоритми виявлення контурів і подальшу обробку отриманих результатів. Завдяки цьому можемо отримати точне представлення про стан і властивості зразків, сировини та майбутніх виробів. Також можна визначити кількість матеріалу, який буде втрачений під час обробки матеріалу зразків, та локалізувати в тривимірному об’ємі різноманітні вкраплення, які можуть вплинути на подальшу якість обробленого виробу. Тому в статті виконано детальний аналіз існуючих методів виявлення контурів на цифрових зображеннях бурштину для його подальшої класифікації та оцінки якості. Визначено найкращі методи серед існуючих, а саме оператори Кенні, Собеля, Лапласа. Застосування цих операторів у СТЗ дає найбільш повну та достовірну інформацію для побудови тривимірної моделі, класифікації та оцінки якості зразків бурштину. За алгоритмічну та програмну основу проведеного дослідження було взято open source computer vision library. В цій бібліотеці наявна більшість основних методів та алгоритмів для визначення контурів об’єктів на зображеннях.

Зв’язок між візуалізацією даних та прийняттям рішень: аналіз та вплив візуалізації для кращого розуміння інформації

Нікіта Сергійович Прасол — 2024-07-17

У сучасному світі, де обсяги даних постійно зростають, візуалізація є потужним інструментом для їх аналізу та інтерпретації. Ефективна візуалізація може допомогти людям краще зрозуміти складні дані, виявити приховані закономірності та тенденції, а також приймати більш обґрунтовані рішення. Візуальні інструменти, такі як графіки, діаграми, карти, роблять дані зрозумілими для сприйняття людиною, порівняно з текстовими таблицями та числовими рядами. Візуалізація дозволяє швидко побачити зміни протягом часу, які можуть бути неочевидними при аналізі текстових даних. Це може допомогти у прогнозуванні майбутніх подій та ухваленні ефективних рішень. Завдяки кращому розумінню даних візуалізація призводить до покращення результатів у різних сферах, таких як бізнес, наука, медицина та державне управління. Візуалізація даних може допомогти: лікарям та медсестрам краще діагностувати захворювання, відстежувати стан пацієнтів та приймати рішення щодо лікування; компаніям відстежувати продажі, аналізувати поведінку клієнтів, оптимізувати маркетингові кампанії та приймати кращі рішення щодо управління ресурсами; дослідникам виявляти нові закономірності в даних, робити висновки та формулювати теорії; урядам відстежувати економічні показники, аналізувати соціальні тенденції та ухвалювати кращі рішення щодо політики тощо.

Аналіз можливостей мови програмування Q# шляхом реалізації програми для генерації випадкових чисел

Дмитро Олегович Сапожник — 2024-07-17

У статті проведено аналіз можливостей мови програмування Q# шляхом реалізації програми для генерації випадкового числа. Звертається увага на основні інструменти квантового програмування, проводиться аналіз напрямків інвестицій у квантові технології. Проводиться аналіз публікацій у сфері квантового програмування та наголошується увага на основних особливостей квантових бітів. Основна увага приділяється використанню гібридної парадигми програмування, яка поєднує класичні та квантові обчислення. Описано структуру та особливості квантової програми на Q#, зокрема операції GenerateRandomBit та GenerateRandomNumberInRange, які забезпечують генерацію випадкових бітів та чисел завдяки квантовій суперпозиції та вимірюванню. Висвітлено переваги Q# у поєднанні з класичними мовами програмування для ефективного використання квантових алгоритмів у криптографії та статистичному моделюванні. У висновках наголошено на перспективності мови програмування Q# як інструмента для розробки квантових програм у гібридному середовищі, що дозволяє використовувати потенціал квантових обчислень разом із класичними підходами.

Моделювання загроз канального рівня в OWASP Threat Dragon з розробкою стратегії захисту

Єлизавета Максимівна Трокоз — 2024-07-17

Моделювання загроз є важливим процесом, коли йде мова про забезпечення безпеки мережі на всіх рівнях, адже воно дозволяє визначити потенційні вразливості та загрози, які можуть впливати на конфіденційність, цілісність та доступність даних. Забезпечення захисту канального рівня є особливо важливим, оскільки саме він відповідає за передачу даних між пристроями в локальній мережі. З метою ефективного виявлення та усунення його вразливостей, запропоновано варіант побудови моделі загроз в середовищі OWASP Threat Dragon, яке надає можливості її візуалізації та дієвого управління ризиками. Для ідентифікації загроз обрано модель STRIDE, також запропоновано шкалу для оцінювання їх ризиків. Для забезпечення більшого розуміння вразливостей за побудованою моделлю згенеровано звіт, який дає можливість ефективного аналізу поточної інформації. Завдяки моделюванню загроз канального рівня вдалося розробити ефективні рішення для підвищення мережевої безпеки. Це дозволить запобігти потенційним атакам цього рівня та зменшити можливі ризики. Створена модель загроз може бути використана в багатьох практичних сценаріях, зокрема для проведення поглибленого аналізу каналів передачі даних та виявлення можливих шляхів атак. Також її доцільно використовувати для оцінки ризиків та розроблення стратегій захисту, що передбачатимуть застосування шифрування, контролю доступу та аутентифікації. Крім того, модель може покращити навчання співробітників, підвищуючи їх обізнаність щодо захищеності мережевої інфраструктури.

Використання машинного зору для визначення обертальних зусиль електромоторів

Олексій Олегович Шелуха — 2024-07-17

У статті розглядається проблема вимірювання обертальних зусиль електродвигунів з використанням технології машинного зору. Показано, що традиційні методи, засновані на встановленні силовимірювальних сенсорів на вал електродвигуна, вимагають складних технологічних рішень, і мають обмеження з приводу складності монтажу та експлуатаційних витрат. В статті обговорюється потреба у нових методах вимірювання обертальних зусиль, а також показано перспективність застосування технологій машинного зору для вирішення цієї проблеми. Представлено спосіб вимірювання обертальних зусиль електродвигунів для покращення надійності вимірювань, що може забезпечити оптимізацію в обслуговуванні вимірювальних систем.

Пропонується новий метод визначення обертальних навантажень на вал електродвигуна за допомогою машинного зору. Цей метод передбачає обробку зображень, що використовують спеціальні мітки, які розміщені на динамометричному елементі. Такий підхід дозволяє здійснювати вимірювання обертальних зусиль з використанням технологій обробки зображень. Запропоновано використання комп’ютеризованої інформаційно-вимірювальної системи, що використовує метод машинного зору для вимірювання обертальних зусиль електродвигунів. Система має інтерфейс користувача та дозволяє візуалізувати отримані дані.

Для підвищення динамічних характеристик системи запропоновано оптимізувати алгоритми обробки зображень, застосувати потужніші обчислювальні ресурси, впровадити апаратне прискорення та оптимізувати передачу відеопотоку.

Оцінка сейсмостійкості об’єктів критичної інфраструктури з урахуванням їх власної гармоніки у вибуховому спектрі цивільного і воєнного характерів

Віктор Вікторович Бойко — 2024-07-17

У статті наведено теоретичні й експериментальні дослідження закономірностей повторюваності збуджених техногенними вибухами сейсмічних хвиль для оцінки сейсмостійкості об’єктів критичної інфраструктури. Теоретично розглянуто характер розповсюдження хвильових збурень на межі пружного півпростору при його локальному збудженні. Як основа цих досліджень застосовано інтегральні перетворення Лапласа і Фур’є, чисельне рішення яких дозволяє отримати значення періодів повторюваності збурень пружних хвиль на межі півпростору. На основі теоретичних досліджень встановлено закономірність періодів повторюваності збурень пружних хвиль, які за певних умов можуть створити резонансні явища в об’єктах, що охороняються, зокрема на гармоніці, близькій до частоти власних коливань конструкції. Підтвердження цих результатів на практиці одержано при ураженні ракетними ударами критичної інфраструктури (телевежа м. Києва) та в умовах проведення вибухових робіт на кар’єрах, як приклад на Кощіївському гранітному кар’єрі ТОВ «СІПАН» при оцінці сейсмостійкості об’єктів критичної інфраструктури, зокрема опори ліній ЛЕП 330 кВ, які розташовані в зоні впливу пружних хвиль. Вони базуються на формуванні закономірностей збудження та поширенні пружних хвиль і визначенні їх параметрів на відстані від джерела збудження (масових вибухів на кар’єрі) з використанням апаратурного комплексу стандартних сейсмодатчиків СМ-3, 16-канального аналого-цифрового перетворювача (АЦП Е14-440) фірми L-Card і персонального комп’ютера (ПК). Оцінка впливу інтенсивності сейсмовибухових хвиль проводилася на частоті амплітуди максимальної швидкості коливань як у основі опори, що є нормою сейсмічної безпеки відповідно до ДСТУ 4704:2008, так і у самій конструкції опори (що є не обов’язковим відповідно до ДСТУ 4704:2008). Але наявність у вибуховому спектрі гармоніки, близької до власних коливань конструкції, спричиняє утворення у ній резонансних явищ, що приводить до збільшення швидкості коливань у самій конструкції, ніж в основі опори. Тому за критерій сейсмобезпеки приймається максимальна швидкість на частоті, близькій до власних коливань, або у основі опори, або на її конструкції. Такий параметр хвилі буде найкраще корелювати з пошкодженням або завданням ушкодження цій споруді та був запропонований як норма її сейсмостійкості. Отримані таким чином результати досліджень спонукали авторів до пропозиції доповнення чинного ДСТУ.

Про оптимальні конструкції кумулятивних зарядів глибокого пробиття

Юрій Іванович Войтенко — 2024-07-17

Мета. Узагальнення результатів авторських досліджень впливу форми лайнера на масово-кінетичні характеристики струменів, визначення шляхів остаточної оптимізації конструкції заряду, аналіз сумісного впливу форми і матеріалів для виготовлення облицювань кумулятивної виїмки на ефективність зарядів.

Методика. Методологічною основою дослідження є системний підхід до проблеми підвищення ефективності кумулятивного вибуху. Відповідно до специфіки досліджень, спрямованих на досягнення поставлених цілей та отримання технологічних залежностей, у роботі використано фізичне і математичне моделювання.

Результати. Висвітлено результати порівняння параметрів функціонування кумулятивних зарядів з трьома формами лайнерів: конічним з кутом при вершині 2α = 42º постійної товщини, прогресивної товщини з кутом при вершині 42º/43º, біконічними з кутами при вершині і основі 38º/50º та 35º/50º і напівеліптичним. В окремих випадках моделювалися різні схеми збудження детонації: із точки на осі симетрії і по колу діаметром, що дорівнює калібру заряду. Проведено порівняння результатів моделювання з даними експериментальних досліджень для короткого напівеліптичного лайнера, отриманими на макетах зарядів. Проведено порівняння результатів глибини проникнення кумулятивних струменів у перепону за моделлю A-V (Allison і Vitali) для стандартного заряду (2α = 42º), біконічних і напівеліптичних лайнерів.

Наукова новизна. Перспективними формами облицювань кумулятивних зарядів глибокого пробиття є двоконічний і еліптичний лайнери, які дозволяють сформувати кумулятивні струмені, які рухаються зі швидкостями більшими, ніж швидкість струменя при підриванні стандартного кумулятивного заряду з конічним лайнером. Зі зменшенням кута при вершині конічного лайнера збільшується нестабільність функціонування промислових зарядів і розкид глибини пробиття мішені.

Практична значущість. Отримані результати є важливими та корисними для проєктування техніки і технологій у різноманітних галузях, де використовується енергія спрямованого вибуху: для знешкодження і утилізації боєприпасів, для розкриття нафтових і газових пластів, для реконструкції будівельних споруд, у військовій справі.

Встановлення закономірностей впливу ширини блоків розбивки зсувного клина на значення коефіцієнта стійкості укосу уступу кварцових пісків

Максим Вадимович Дзьоба — 2024-07-17

У науковій статті наведено результати досліджень зі встановлення впливу ширини блоків (секцій), на які розбивається зсувний клин, на значення коефіцієнта стійкості укосу уступу кварцових пісків в умовах Сихівського родовища. За результатами аналізу попередніх досліджень зауважено, що під час визначення коефіцієнта стійкості методом граничних побудов немає чітких вимог та рекомендацій щодо значень ширини блоків розбивки зсувного клину. Вказується лише на необхідність дотримання однакової ширини блоків.

Попередні дослідження авторів щодо визначення ступеня стійкості робочого уступу на кар’єрі Сихівського родовища виявили безпосередній вплив ширини блоків розбивки зсувного клину на чисельне значення коефіцієнта стійкості уступу. А також показано суттєву різницю між чисельними значеннями коефіцієнтів стійкості укосу уступу, розрахованих за нормативним методом та методами аналізу в пакетах прикладних програм.

Під час досліджень встановлено закономірність впливу кількості блоків розбивки (а відповідно і ширини блоків) зсувного клину на чисельні значення коефіцієнта стійкості укосу.

Встановлено, що для кута укосу уступу кварцового піску a = 50 та висоти уступу Н = 20 м збільшення кількості блоків розбивки зсувного клину з 5 до 25 (тобто зменшення ширини блоків з 4,05 до 0,81 м) призводить до зменшення чисельного значення коефіцієнта стійкості укосу з 0,85 до 0,75 та наближає його до даних, розрахованих прикладними методами аналізу.

Отримано графічну залежність впливу ширини блоків розбивки зсувного клину поверхні ковзання на коефіцієнт стійкості укосу уступу для умов розробки кварцових пісків Сихівського родовища. Ця залежність має лінійний характер у цьому діапазоні досліджень та описується відповідною функцією.

Оцінка фракційності мінералів з використанням геоінформаційних систем в інженерно-геологічних вишукуваннях

Наталія Валеріївна Зуєвська — 2024-07-17

У статті розглядається застосування геоінформаційних систем у вивченні кімберлітових родовищ з метою встановлення алмазоносності на основі мінералів-індикаторів, зокрема олівіну. Досліджується розподіл олівіну у різних зонах кімберлітового родовища та встановлюється зв’язок між його характеристиками та наявністю алмазів. Використовуються методи аналізу геологічних даних за допомогою програмного забезпечення «Golden Software Surfer» для візуалізації рельєфу та розподілу мінералів.

Запропоновано методику застосування геоінформаційних систем для аналізу результатів досліджень щодо встановлення алмазоносності кімберліту за наявністю мінералів-індикаторів кімберліту та їх властивостей. За допомогою програмного забезпечення «Google Earth Pro» визначається локація родовища в двомірному просторі і переводиться в тривимірну координатну систему за допомогою використання програми «Golden Software Surfer». Формується база даних за результатами геологорозвідувальних робіт про концентрацію певного мінералу та його гранулометричний склад по довжині свердловини. Створена 3D-візуалізація розподілу зерен олівіну в свердловинах з метою встановлення взаємозв’язку між розміром олівіну і кількістю видобутих алмазів. Результати показують, що розмір олівіну може впливати на наявність алмазів. Висновки статті підкреслюють значення подальших досліджень для кращого розуміння процесів формування кімберлітових родовищ та розробки ефективних методів прогнозування видобутку алмазів.

Оцінка алмазних ресурсів та аналіз зв’язку між розміром зерен олівіну та видобутком алмазів демонструють необхідність подальших досліджень для розуміння процесів формування кімберлітових родовищ.

Дослідження рівня шумового навантаження під час різання природного каменю дисковим алмазним інструментом

Сергій Станіславович Іськов — 2024-07-17

У публікації розглянуто питання негативного впливу шуму на організм людини. Охарактеризовано основні джерела виникнення шуму під час процесу розпилювання каменю на дискових каменерізальних і окантувальних верстатах. Наведено основні протишумні заходи, які можуть бути застосовані під час проєктування каменеобробних цехів і їх облаштування виробничим обладнанням та інструментом. Досліджено зміни рівня шумового навантаження під час розпилювання граніту алмазним дисковим інструментом різних типів при коригуванні параметрів роботи дискових каменерізальних верстатів, зокрема при зміні швидкості подачі та за глибини різання за 1 прохід. Встановлено відсутність закономірності зміни рівня шуму від швидкості робочої подачі верстата та від глибини пропилу. Визначені пікові значення рівнів шуму для тих типів алмазних дискових пил, які використовувалися під час досліджень. Розраховано величини зниження рівня шуму, які можна досягнути при заміні стандартного алмазного інструменту («монодиск») на безшумний алмазний інструмент (наприклад, типу «сендвіч»). Встановлено, що використання безшумних пилок для розпилювання каменю дозволяє зменшити рівень шуму в середньому на 8–10 дБ. Наведено основні висновки та рекомендації щодо використання дискового алмазного інструменту при розпилюванні природного каменю для мінімізації шумового навантаження.

Геометризація якісних параметрів та іризація покладу лабрадориту з метою визначення оптимальних напрямів розробки

Сергій Володимирович Кальчук — 2024-07-17

У статті розглядається питання геометризації якісних параметрів та іризації покладу лабрадориту з метою визначення оптимальних напрямів розробки. Основною метою дослідження є створення ряду моделей родовища, що дозволять визначити просторовий розподіл різновидів лабрадориту з різними рівнями іризації та іншими якісними параметрами. У процесі дослідження аналізуються закономірності іризації, що залежать від орієнтації кристалів плагіоклазу та інших структурних особливостей породи. Запропоновано оптимізовані методи видобутку та обробки каменю, які зберігають іризаційні властивості лабрадориту та мінімізують втрати цінного матеріалу. Використання інформаційно-комп’ютерних технологій для обробки даних і моделювання процесів дозволяє підвищити точність та ефективність досліджень. Результати роботи сприятимуть розробці стратегії видобування, яка враховує анізотропні властивості породи, забезпечуючи економічну ефективність та високу якість продукції з мінімальними втратами.

Дослідження міри впливу розмірів блоків природного каменю на ефективність роботи вантажного устаткування за умов ПП «Кванта-ЛЧ»

Володимир Володимирович Котенко — 2024-07-17

Стаття присвячена дослідженню впливу розмірів блоків природного каменю на продуктивність вантажного устаткування, що використовується в технологічних комплексах кар’єрів з видобування блочного каменю. Основною метою дослідження є встановлення залежності між розмірами блоків і ефективністю використання вантажного обладнання на прикладі ПП «Кванта-ЛЧ». Дослідження має актуальне значення, оскільки вантажні операції займають значну частку часу в загальній тривалості технологічних процесів, і їх ефективність безпосередньо впливає на загальну продуктивність підприємства.

Для досягнення поставленої мети було проведено детальний аналіз кількості та тривалості основних процесів, параметрів робочої площадки та необхідності використання додаткових засобів під час використання різних видів вантажного обладнання. За результатами проведених досліджень визначено основні залежності між продуктивністю вантажного обладнання та розмірами блоків природного каменю. Висновки дослідження показали, що зростання об’ємно-масового показника блоків призводить до підвищення продуктивності обох видів розглянутого вантажного обладнання, а саме кран та фронтальний навантажувач.

Встановлено, що навантажувач виконує роботу по всіх категоріях блоків, але має обмеження по вантажопідйомності, тоді як кран може вантажити блоки всіх розглянутих категорій (V–III). У висновках статті підкреслено, що зростання продуктивності роботи вантажного устаткування можна досягти за допомогою раціоналізації підходу до використання різних типів вантажних засобів для різних типорозмірів блоків. Таким чином, встановлення залежностей між продуктивністю вантажного обладнання та розмірами блоків дозволяє спростити технологічну схему видобування блочного каменю та підвищити загальний економічний ефект від виробництва.

Дослідження та радіаційний контроль за породами в кар’єрі та готовою продукцією на Городському родовищі граніту та мігматиту з метою захисту працівників та недопущення професійних захворювань

Андрій Олексійович Криворучко — 2024-07-17

У публікації наведено порядок дослідження та радіаційний моніторинг за породами в кар’єрі та готовою продукцією на Городському родовищі граніту й мігматиту з метою захисту працівників і недопущення професійних захворювань. Наведено методику здійснення та оцінки природної радіоактивності порід на родовищах магматичних порід та методику вимірювання питомої ефективної активності на родовищі, яку встановлюють за величиною сумарної питомої активності природних радіонуклідів (ПРН), яка визначається як виважена сума питомої активності радію-226, торію-232, та калію-40. Проаналізовано класифікацію мінеральної сировини і групи родовищ за ступенем радіоактивності. Наведено порядок визначення потужності дози гамма-випромінювання, вимірювання потужності еквівалентної дози гамма-випромінення та вимірювання експресним методом питомої ефективної активності ПРН у породах. В результаті вимірювання, моделювання, геометризації та дослідження одержано моделі, що визначають зміну питомої еквівалентної дози гамма-випромінювання та питомої активності радіонуклідів у межах ділянки родовища, що досліджувалася. Наведено основні висновки та рекомендації щодо розробки Городського родовища з урахуванням радіаційного контролю.

Аналіз структурних особливостей та геометризація якісних властивостей габроїдних порід східної частини Володарськ-Волинського масиву основних порід Коростенського плутону

Андрій Олексійович Криворучко — 2024-07-17

У роботі здійснено геометризацію габроїдів східної частини Володарськ-Волинського масиву основних порід Коростенського плутону на основі визначення просторового розташування, структури та взаємозв’язків різновидів кристалічних порід. У дослідженні використано найсучасніші методи цифрової геометризації. Цифрова геометризація є найсучаснішим методом геометризації геохімічних полів, що використовує комп’ютерні технології для створення цифрових моделей геохімічного поля. Здійснено дослідження просторового розподілу межі міцності на стиск корисної копалини в сухому та зволоженому стані, просторового розподілу показника водопоглинання, рудоносності та виконано оцінку ступеня зміни декоративності.

На основі одержаних даних були створені детальні моделі розподілу основних властивостей габроїдів, одержані графічні і аналітичні залежності, що сприяє ефективному плануванню видобування природного каменю. Також було описано внутрішню структуру інтрузивів східної частини Володарськ-Волинського масиву Коростенського плутону.

Завдяки одержаним моделям можна покращити точність оцінки запасів, оптимізувати гірничі роботи та знизити витрати на видобування, забезпечуючи при цьому раціональне використання природних ресурсів.

Геометризація просторового розподілу шкідливих та корисних елементів в умовах Злобицького родовища ільменіту

Марина Сергіївна Куницька — 2024-07-17

Геометризація родовища полягає в зборі, систематизації та використанні методів статистики для аналізу та встановлення взаємозв’язків між різними характеристиками твердих корисних копалин. Цей підхід дозволяє краще розуміти умови видобутку та подальшої обробки мінеральної сировини шляхом графічного відображення інформації. Розглядаються такі аспекти, як розташування покладів, їхні розміри, форма, будова, склад корисних копалин та гірничо-геологічні умови видобутку.

Дослідження просторового розподілу шкідливих та корисних елементів дозволяє краще розуміти геохімічні процеси, що відбуваються в земній корі, а також прогнозувати якість руди та визначати можливість її використання для промислових цілей.

Основним результатом досліджень є створення комплексних моделей розсипів, які допомагають уточнити структуру та умови утворення покладу, виявити умовні і малопродуктивні ділянки. Було встановлено зв’язок між розподілом ільменіту та товщиною вентиляційної кори.

У результаті надано дані для визначення оптимальних напрямків видобутку та виділено зони мінералізації.

Встановлення закономірностей зміни продуктивності розпушувача від гранулометричного складу флювіогляціальних відкладів

Ілля Дмитрович Литвинчук — 2024-07-17

Наведено результати наукових досліджень зі встановлення впливу гранулометричного складу піщано-гравійної маси флювіогляціальних відкладів на продуктивність розпушувача для умов Соснівського родовища гранітів.

За результатами аналізу наукових досліджень і публікацій з питань визначення ефективності виконання процесу розпушення гірських масивів встановлено, що при розрахунку продуктивності розпушування неможливо врахувати гранулометричний склад порід у природному стані. В той же час розмір фракційних шматків зцементованої та ущільненої піщано-гравійної маси суттєво впливає на вибір типу розпушувального обладнання.

На підставі практичного досвіду та наукових досліджень з вивчення особливостей розробки флювіогляціальних відкладів запропоновано, під час визначення продуктивності розпушування, враховувати гранулометричний склад піщано-гравійної маси в її природному стані через певні складові вже існуючих формул. А саме: значення коефіцієнта, який враховує вплив стану масиву на розмір незруйнованих гребнів, та ширину основи прорізу після проходки розпушувача рекомендовано обирати залежно від середньозваженого розміру шматка піщано-гравійно-валунної маси.

Для існуючих природних і технологічних умов розробки флювіогляціальних відкладів на Соснівському кар’єрі та характеристик застосовуваного робочого обладнання визначено продуктивність розпушення для різних значень середньозваженого розміру шматка породи. Встановлено, що при зміні розміру середньозваженого шматка з 5 до 400 мм продуктивність розпушувача зменшується з 583,33 до 308,54 м³/год, тобто у 1,9 раза. На досліджуваній ділянці розкривного уступу продуктивність розпушувача буде становити 370 м³/год, оскільки середньозважене значення розміру шматка піщано-гравійно-валунної маси становить 171 мм.

Міжнародна торгівля України природним каменем під час війни

Сергій Вікторович Микитенко — 2024-07-17

Однією з ключових сфер промисловості є видобування та обробка природного каменю, яка вирізняється різноманітністю облицювальних матеріалів із широким спектром кольорів, що відомі не лише в Україні, а й у всьому світі. Нині з 255 родовищ каменю для облицювання активно експлуатується 136, де добуваються різноманітні корисні копалини, такі як: граніт, гранодіорит, ендербіт, граносієніт, сієніт, кварцовий сієніт, монцоніт, габро, анортозит, лабрадорит, пісковик, базальт, мармур, мармуризований вапняк, вапняк, андезит та туф.

Через бойові дії, окупацію частини території та руйнування інфраструктури значно скоротилася можливість видобутку та експорту природного каменю.

Багато підприємств з видобутку та переробки природного каменю були зруйновані або змушені евакуюватися, що призвело до втрати робочих місць та зменшення надходжень до бюджету.

Логістичні проблеми, пов’язані з блокадою морських портів та пошкодженням транспортної інфраструктури, значно ускладнюють та здорожують експорт природного каменю.

У публікації було встановлено, що експорт природного каменю у традиційні країни-імпортери, такі як росія та Білорусь зник, що призвело до зростання обсягів експорту до країн Європи, але цей ринок має свої обмеження та потребує додаткових зусиль з просування української продукції. Було встановлено нові ринки збуту, але їх потенціал ще не повністю розкрито. Дослідження показало, що експорт природного каменю з України у 2023 році виріс на 61 % порівняно з 2022 роком. Це свідчить про зростання попиту на український природний камінь на світовому ринку.

Похибки кутових вимірювань у підземних маркшейдерських опорних мережах

В.О. Назаренко — 2024-07-17

Маркшейдерські опорні мережі є головною геометричною основою всіх підземних зйомок і складаються з полігонометричних ходів, що прокладаються, як правило, капітальними та основними гірничими виробками.

Під час прокладання полігонів по виробках вимірюють горизонтальні кути між кожними двома суміжними сторонами ходу, кути нахилу і довжини сторін ходу. Кожне вимірювання виконується з якоюсь похибкою, що в підсумку призводить до помилок визначення координат пунктів полігонів. Особливості підземних полігонометричних ходів зумовлені їхньою вимушеною конфігурацією, яку визначають гірничі виробки, наявністю вимушено коротких сторін і обмеженим числом вихідних пунктів, сприяють швидкому накопиченню помилок у ходах у міру віддалення від вихідних пунктів.

Точність вимірювань у полігонометричних ходах, що прокладаються під час побудови підземних опорних мереж, характеризується загальними нормативними показниками: середня квадратична похибка вимірювання горизонтальних кутів – 20", вертикальних кутів – 30".

Згідно з вимогами чинних нормативних інструкцій вимірювання кутів у підземних полігонометричних ходах має проводитися теодолітами типу Т15 або теодолітами з точністю відлікового пристосування не менше 15". Остання вимога стосується теодолітів типу Т30.

У полігонометричних ходах, що прокладаються виробками з кутом нахилу менше 30°, кути вимірюють одним повторенням або прийомом.

Вимірювання кутів у виробках із кутом нахилу понад 30° рекомендується виконувати способом прийомів (не менше ніж два), дотримуючись такого правила: перед кожним прийомом встановлюють вертикальну вісь обертання теодоліта у прямовисне положення і повторно центрують прилад.

Якщо виходити тільки з інструментальної складової загальної похибки вимірювання кута для забезпечення середньої квадратичної похибки вимірювання горизонтального кута ±20" теодолітом типу Т15 необхідно виконати вимірювання кута одним повним прийомом, а теодолітом Т30 – трьома прийомами.

Інструментальна похибка вимірювання кута зумовлена помилками візування, відлічування, ексцентриситету лімба й алідади, рену, неправильної геометрії горизонтального кола, невертикальністю осі обертання теодоліта.

Виконані в роботі дослідження похибок вимірювання горизонтальних кутів у підземних маркшейдерських полігонометричних ходах дозволили зробити такі висновки:

– рекомендації діючої інструкції з використання теодолітів з точністю відліковування 15" не забезпечує необхідну точність вимірювань горизонтального кута;

– у разі використання теодолітів типу Т15 для вимірювання кута зі сторонами до 20 м варто застосовувати винятково автоматичне центрування теодоліта і сигналів.

У науковій роботі наводяться графіки для визначення способів центрування та кількості прийомів вимірювання горизонтальних кутів у підземних маркшейдерських полігонометричних ходах.

Сучасні методи покращення точності GPS-позиціонування

Діана Петрівна Побігайло — 2024-07-17

На гірничих підприємствах використання сучасних геодезичних приладів набуває все більшої популярності. Дані технології прості у використанні, здатні виконувати складні математичні розрахунки та значно скорочують час виконання вимірювальних робіт. Незважаючи на всі свої переваги, у деяких випадках сучасні прилади можуть зіштовхуватися з певними труднощами, які значною мірою можуть впливати на точність вимірювання координат пунктів, час виконання робі та ефективність застосування того чи іншого приладу в цілому. Під час використання GPS-приймача найважливішим є стабільність отримання даних від супутників. Як правило, на кар’єрах не завжди можна отримати ідеальні умови для використання GPS-приймачів. Основною проблемою є складний рельєф місцевості, що перекриває пряму видимість супутників. Внаслідок утворення такої ситуації приймач не здатен функціонувати належним чином, викликаючи затримки у виконанні робіт. Для вирішення цієї проблеми можна застосовувати такі методи, як D-GPS (Differential GPS), RTK (Real-Time Kinematic), PPP (Precise Point Positioning). Рішенням для покращення супутникового сигналу може стати використання керованої антени, яка є хоч і складною за будовою, але виправдано ефективною. Також розглядається використання віртуального супутника, який слугує як додатковий супутник для корекції геометрії реальних супутників. У статті наведено опис кожного з методів, який використовується для поліпшення радіосигналу. Залежно від складності умов місцевості, вимог до точності та фінансової спроможності гірничого підприємства можливе застосування будь-якого із описаних методів у дійсності.

Обґрунтування вибору оптимального приладу БПЛА для проведення маркшейдерської зйомки

Андрій Вікторович Панасюк — 2024-07-17

Проведення віддаленої зйомки стає дедалі поширенішим для видобувної галузі, тому вивчення вибору приладу БПЛА є дуже актуальним питанням, що сприятиме підвищенню продуктивності роботи маркшейдерської служби. Метою дослідження є вивчення видів БПЛА, порівняння та вибір оптимального за результатами дослідження. З огляду на зазначене постає питання з вибору типу БПЛА для проведення зйомки у видобувній галузі. На сьогоднішній день немає чіткого порівняння та опису переважаючих видів БПЛА для проведення маркшейдерської зйомки. Вибір певного типу БПЛА для проведення маркшейдерської зйомки викликає низку питань, що пов’язані з видом робіт які виконуються, погодними умовами, місцевістю проведення зйомки. Основними методами дослідження є аналіз літератури, метод факторного аналізу, аналіз видів БПЛА для виконання маркшейдерської зйомки за допомогою БПЛА. Зазначене вище допомогло обґрунтувати вибір найкращих приладів для проведення маркшейдерської зйомки. Проведені роботи дозволили визначити оптимальний прилад БПЛА для проведення таких робіт.

Інновації в конструкції свердловин при веденні масових вибухів

Володимир Олегович Соколовський — 2024-07-17

У публікації детально описується технологія розосереджених зарядів вибухівки в свердловинах, її переваги, сучасні методи реалізації, інновації, що дають змогу покращити результативність вибухових робіт, а також надаються практичні рекомендації щодо застосування цієї технології.

Раніше для створення повітряних проміжків використовувалися дерев’яні котушки, але зараз цю застарілу технологію замінили сучасні пристрої П-1. Ці пакети з поліетилену заповнюються хімічними реагентами, які при взаємодії виділяють газ, що розширює пакет і створює повітряний проміжок. Пристрої П-1 мають низку переваг перед дерев’яними котушками:

простота та зручність використання: пристрої П-1 не потребують спеціальної підготовки перед використанням, що економить час та ресурси;
контрольоване розширення: пристрої П-1 розширюються поступово, що забезпечує більш рівномірне розподілення повітряного проміжку та кращий контроль за процесом вибуху;
безпечність: пристрої П-1 не містять вибухових речовин та є безпечними у використанні.

Для покращення ефективності вибуху компанія «AdvancedBlasting Technology inc» пропонує використовувати пластикові сфери Rocklock при влаштуванні набивки свердловин. Ці сфери збільшують час утримання набивки в свердловині, що покращує дроблення гірської маси та зменшує кількість негабаритів.

Технології та технологічні процеси відновлення профілю кочення залізничних колісних пар, шляхи підвищення ефективності

Сергій Олександрович Бахман — 2024-07-17

Одним з найбільш значущих питань для залізниці є питання забезпечення своєчасного та якісного відновлення профілю кочення колісних пар в експлуатації. В статті розлянуто питання актуальності підвищення ефективності технології відновлення колісних пар, виконано аналіз останніх досліджень та публікацій. Розглянуто дефекти, які виникають під час експлуатації колісних пар, та причини їх утворення. Виконано аналіз існуючих та перспективних технологічних процесів відновлення профілю кочення залізничних колісних пар, зокрема методами наплавлення та механічної обробки різанням на колесотокарних та колесофрезерних верстатах. Проаналізовано переваги та недоліки кожного з методів відновлення. Розглянуто використовуваний під час обробки на верстатах різальний інструмент, наведено переваги та недоліки кожного з видів інструменту та різцевих блоків. Виконано аналіз фактичної стійкості твердосплавних пластин LNUX 301940SN-DM зі сплаву SH фірми «Pramet Tools» (Чехія) під час їх використання на колесотокарних верстатах на базі Покровського вагонного депо Донецької залізниці. Зроблено висновки щодо перспектив подальших досліджень у напрямі можливого підвищення ефективності процесів відновлення профілю кочення залізних колісних пар.

Розподіл профільних та ареальних параметрів шорсткості за розташуванням аналізованої ділянки на фрезерованих поверхнях заготовок з титанового сплаву

Дарина Сергіївна Бондар — 2024-07-17

Шорсткість поверхні впливає на експлуатаційні характеристики та термін служби деталей. Розуміння відмінностей між профільним та ареальним методами визначення шорсткості поверхні дозволяє більш детально аналізувати текстуру механічно оброблених поверхонь. Стаття присвячена розгляду різних підходів до оцінки мікрогеометрії поверхонь, а саме профільного та ареального методів. У роботі визначено параметри шорсткості поверхні після сухого торцевого фрезерування титанового сплаву марки ВТ1-0 зі змінними режимами різання із урахуванням положення кожної із 25 аналізованих ділянок на всій обробленій поверхні. В результаті дослідження було розроблено мапи шорсткості фрезерованих поверхонь, визначено та порівняно розкид значень таких параметрів шорсткості, як Ra та Sa для профільного та ареального методів відповідно. Визначено режими різання, за яких забезпечується мінімальний розкид параметрів шорсткості за всією площею обробленої поверхні. Особливу увагу спрямовано на перспективи застосування саме ареального методу вимірювання шорсткості. Обґрунтовано необхідність подальших наукових пошуків у напрямі оцінки текстури механічно оброблених поверхонь для розробки рекомендацій щодо вибору технологічних умов обробки для забезпечення необхідної шорсткості і рівномірності мікрорельєфу таких поверхонь.

Напруження в двошаровому ґрунті під спорудою

І.В. Бельмас — 2024-07-17

Внаслідок військових дій на окремих ділянках поверхні грунту змінилися механічні властивості поверхневого шару. Зведення споруд на таких ґрунтах має враховувати останнє. Метою роботи є обґрунтування та формулювання алгоритму визначення параметрів напружено-деформованого стану ґрунту двошарової структури та встановлення залежності деформацій поверхні ґрунту від механічних властивостей утворених шарів грунту. Ґрунт двошарової структури розглянуто як двошарове тіло, безмежної висоти, обмежених розмірів в ортогональному напрямі. На грунт діє зовнішнє нормальне поверхні навантаження. Шари ґрунту розглядали як лінійно пружні та ізотропні. Врахували що поверхні контакту шарів деформується сумісно без утворення зазорів та накладання. Сили взаємодії шарів рівні та протилежно спрямовані. Показники плоского напружено-деформованого стану шарів визначили методом класичної лінійної теорії пружності з використанням бігармонійної функції напружень Ері. Врахували навантаження обмеженої частини зовнішньої поверхні першого шару або його переміщення під дією споруди та умови сумісності деформування шарів. Сформулювали лінійні системи алгебраїчних рівнянь. Шляхом її розв’язку визначили невідомі коефіцієнти функції напружень. Сформулювали залежності параметрів напружено-деформованого стану шарів двошарового ґрунту. Встановили що зміна модулю стиску поверхневого шару ґрунту суттєво впливає на деформацію поверхні ґрунту під дією зовнішнього нормального навантаження та практично не залежить від інших механічних характеристик поверхневого шару ґрунту.

Особливості процесів високошвидкісного різання лезовими інструментами

Георгій Миколайович Виговський — 2024-07-17

На основі теоретичного розгляду сучасних методів високошвидкісної обробки поверхонь деталей торцевим фрезеруванням визначено напрямки досліджень для подальшого підвищення продуктивності і якості обробки. Основним резервом підвищення продуктивності обробки є скорочення основного технологічного часу. Сучасні методи високошвидкісної обробки дають можливість збільшення продуктивності до 40 % порівняно з традиційними методами. Встановлено ефективні діапазони швидкостей обробки для високоміцних чавунів і загартованих сталей, алюмінію і легких сплавів. Обґрунтовано подальшу необхідність оптимізації конструкцій торцевих фрез для обробки плоских поверхонь деталей, необхідність подальшого проєктування високошвидкісних шпиндельних вузлів з частотою обертання до 100000 хв ^-1 і відповідних приводів подач, які мають забезпечувати швидкість лінійних переміщень вузлів, створення надійних засобів контролю стану торцевих фрез і якості в процесі обробки. Доведено ефективність застосування лезового інструменту, оснащеного полікристалічними надтвердими матеріалами, яка дає можливість знизити значення середньоарифметичної висоти мікронерівностей обробленої поверхні до Ra = 0,08 мкм і досягти точності обробки по 5–6 квалітету, виключити негативні структурні зміни в поверхневому шарі матеріалів, що обробляються, підвищити продуктивність обробки в 2–5 разів порівняно зі шліфуванням. Використання фрезерних верстатів з високою динамічною жорсткістю дає можливість зменшити вібрації в технологічній оброблювальній системі і має резерв для подальшого збільшення режимів різання із забезпеченням необхідної продуктивності та якості обробки та потребує подальших досліджень.

Удосконалення конструкції торцевої ступінчастої фрези для фінішної обробки плоских поверхонь деталей

Георгій Миколайович Виговський — 2024-07-17

Якість оброблюваних поверхонь деталей залежить від кінематики процесу різання, режиму обробки, конструктивних та геометричних параметрів різального інструмента тощо. Відомі конструкції торцевих фрез, оснащених надтвердими матеріалами, для фінішної обробки площин, визначено режими їх експлуатації та можливості забезпечення необхідної якості обробки. Застосування ступінчастих торцевих фрез, на відміну від звичайних конструкцій фрез, дозволяє забезпечити формування обробленої поверхні різальним елементом, який розміщений у радіальному напрямі на найменшій відстані від осі фрези, а в осьовому – з найбільшим вильотом відносно торця корпуса фрези. При цьому особливу увагу необхідно приділяти питанням стабілізації положення формоутворюючого різального елемента і впливу сил різання на пружний відтиск інструменту від поверхні заготовки. У роботі авторами розглянуто процес торцевого ступінчастого фрезерування конструкційних матеріалів однозубою та багатозубою торцевою ступінчастою фрезою з пружним переміщенням формоутворюючого ножа та з жорстким його закріпленням. У результаті проведених досліджень удосконаленої конструкції торцевої ступінчастої фрези було встановлено, що пружне закріплення формоутворюючого різального елемента, який базується відносно нерухомо закріпленого на корпусі верстата копірі, дозволяє виключити передачу деформацій корпусу фрези під час різання чорновими різальними елементами. Це дозволяє стабілізувати положення формоутворюючого різального елемента та ізолювати його від впливу складової сили різання P_Y, яка виникає на попередніх чорнових різальних елементах та має змінну величину на ділянках дуги контакту формоутворюючого різального елемента з заготовкою. Запропоновано удосконалену конструкцію ступінчастої торцевої фрези з виконанням пружного контакту формоутворюючого різального елемента з нерухомо закріпленим на корпусі верстата копіром. Отримані результати дослідження підтверджують можливості підвищення якості шляхом розробки нових конструкцій фрез, які б забезпечували необхідні показники мікрогеометрії оброблених поверхонь.

Вплив параметрів змішувача на однорідності суміші при змішуванні компонентів у хлібопекарській галузі

Андрій Васильович Деркач — 2024-07-17

Представлено результати аналізу відомих досліджень змішування компонентів у змішувальних машинах та рівень суттєвого впливу їх конструктивних параметрів на показники структуроутворення суміші. Зазначено, що дослідження змішування компонентів у хлібопекарській промисловості України на машинах періодичної та безперервної дії є однією з найважливіших технологічних операцій, і темп її розвитку в бік удосконалення конструктивно-технологічних параметрів машини та процесу для поліпшення якості структуроутворення суміші залишається актуальним. В основі роботи покладено покроковий розгляд теорії змішування першої стадії утворення суміші компонентів. Проведено аналіз взаємодії компонентів при встановленому впливі конструкції змішувача, що дозволив у подальшому розкрити шляхи проведення розрахунку конструктивних параметрів засобів для їх дозування і змішування залежно від природи фаз у кожному випадку. Підкреслено, що плив поверхневого шару фази на її загальні витрати визначається питомою енергією. Встановлено, що надлишок вільної енергії на поверхні розподілу фаз є основною причиною нестійкості рідкої консистенції компонентів (у вигляді емульсії), бо згідно з принципом термодинаміки найстійкішому станові системи відповідає мінімальне значення поверхневої енергії. Така залежність у нестійкості рідкої консистенції дозволяє розглянути можливі шляхи оптимізації технології змішування та сприяє суттєвому покращенню характеристики змішувача, що буде позитивно впливати на експлуатаційні характеристики машини. Встановлено величину швидкості потоку, коли кожне крохмальне зерно бере участь всією своєю поверхнею в зіткненні з рідкою фазою, для борошна фазовий контакт S = 178 · 10³м можна вважати ідеальним.

Дослідження механізму утворення колії при русі колеса в ґрунті

П.М. Забродський — 2024-07-17

Інтенсифікація обробітку ґрунту з широким застосуванням сільськогосподарської техніки і багаторазові проходження техніки призводять до переущільнення ґрунту і погіршення умов вирощування сільськогосподарських культур. Найбільш широко в сучасній агротехніці використовується колісна техніка. В роботі досліджується напружений стан ґрунту і механізм утворення колії при русі колеса в ґрунті. Для експериментальних досліджень доцільним є представлення ґрунту як суцільного деформованого середовища, що має властивості пружності, в’язкості і пластичності. При дослідженнях застосовувалися метод скінчених елементів за допомогою програмного комплексу FEMAP with NX NASTRAN та метод фотопружності з використанням поляризаційно-проекційної установки ППУ-7. В якості оптично чутливого матеріалу використовувались епоксидна смола ЕД-6 отверджена метилтетрагідрофталевим ангідридом. Встановлено, що при русі колеса в ґрунті ґрунтовий потік, який набігає на колесо розділяється на дві частини. У верхній частині де переважають дотичні напруження відбувається зсув ґрунту і його накопичення перед колесом у вигляді наросту внаслідок бульдозерного ефекту. Нижче цього рівня, там де переважають нормальні напруження відбувається ущільнення ґрунту, тобто утворюється певне ущільнене ядро, частинки якого поступово переміщуються під колесо.

Інноваційні адитивні технології в створенні конструкційних елементів літальних і космічних апаратів

Вадим Миколайович Орел — 2024-07-17

У сучасному аерокосмічному виробництві адитивні технології набули великого значення через їх потенціал для швидкого та ефективного виготовлення складних конструкційних елементів. Ця стаття присвячена дослідженню та аналізу різних аспектів використання адитивних технологій у створенні літальних та космічних апаратів. Зокрема, розглянуто різні методи адитивного виробництва, враховуючи топологічну оптимізацію конструкційних елементів, використання композитних матеріалів та дослідження процесів формування шарів. Особлива увага приділяється аналізу рентабельності та ефективності виробництва, а також розробці нових матеріалів для адитивного виробництва. Загальний обзор та інтеграція адитивних технологій у виробничі процеси сприяють подальшому розвитку цієї сфери та впровадженню інноваційних рішень у виробництво літальних і космічних апаратів.

Особливості визначення профілю інструменту для гвинтових поверхонь за допомогою CAD-систем

Леонід Григорович Полонський — 2024-07-17

У роботі наведено оригінальну методику визначення профілю вихідної інструментальної поверхні, покладеної у проєктування інструментів для оброблення гвинтових циліндричних поверхонь постійного кроку. Така методика належить до графічних способів профілювання і відрізняється застосуванням можливостей систем автоматизованого проєктування в області тривимірного моделювання, а саме – визначення параметрів профілю інструмента не зводиться до звичайного використання таких систем як графічного кульмана. За розробленою методикою на основі кінематичної схеми формоутворення процесу оброблення моделюється процес утворення вихідної інструментальної поверхні у просторі засобами 3D-моделювання, з використанням утвореної 3D-моделі знаходяться параметри твірної поверхні інструмента, що відповідають обраній схемі оброблення гвинтової поверхні. Використання цієї методики значно зменшує терміни підготовки виробництва, спрощує визначення інженером параметрів вихідної інструментальної поверхні під час вирішення таких задач і не потребує додаткових математичних розрахунків, де вхідними параметрами є 3D-модель деталі, яку потрібно виготовити. В роботі на прикладі детально описано визначення параметрів поверхні дискового інструменту для обробки гвинтової канавки свердла як типового представника оброблення гвинтових поверхонь. Також в роботі на прикладі визначення при різних способах оброблення однієї і тієї ж гвинтової поверхні типу різі показано визначення параметрів вихідної інструментальної поверхні для дискового та пальцевого інструменту, вихровий спосіб оброблення, оброблення торцевою стороною інструмента, що доводить універсальність розробленої методики.

Скінченно-елементне моделювання процесу мікрофрезерування нітинолу

Олег Олегович Томашевський — 2024-07-17

У багатьох галузях промисловості стрімко зростає попит на мініатюрні високоточні вироби, що стимулює потребу в ефективних технологіях їх виготовлення. Мікрофрезерування є найбільш універсальним процесом мікрорізання металів і сплавів. Мікрофрезерування характеризується складними умовами стружкоутворення та високими питомими силами різання. Під час обробки таких важкооброблюваних матеріалів, як нітиноли, ці негативні ефекти значно підсилюються через їх особливі фізико-механічні властивості. Тому дослідження процесів мікрофрезерування нітинолів з метою забезпечення високої ефективності їх обробки є актуальним питанням для сучасного рівня металообробних технологій. Робота присвячена розробці скінченно-елементної моделі обробки паза на плоскій поверхні заготовки з нітинолу (Ni_56,5Ti_43,5за вагою) двозубою твердосплавною мікрофрезою у програмному комплексі DEFORM-3D. Покроково описано етапи розробки моделі. Розглянуто особливості підготовки CAD-моделей заготовки та фрези, налаштування властивостей інструменту, визначення моделі поведінки оброблюваного матеріалу, генерації скінченно-елементної сітки, налаштування умов контакту. В результаті скінченно-елементного моделювання процесу сухого мікрофрезерування нітинолу фрезою діаметром 1 мм було визначено сили різання для такого режиму обробки: швидкість різання – 20 м/хв, глибина різання – 0,2 мм, подача на зуб – 0,003 мм. Адекватність розробленої моделі підтверджено порівнянням з результатами власних експериментальних вимірювань сил різання для аналогічних умов обробки. Розроблена скінченно-елементна модель мікрофрезерування буде використана для подальшої оптимізації технологічних параметрів різання нітинолу з метою підвищення ефективності процесу мікрообробки цього матеріалу.

Технологічне мастило для формоутворення внутрішніх пазів у трубчастих виробах холодним пластичним деформуванням

Сергій Євгенович Шейкін — 2024-07-17

У роботі наведено результати дослідження щодо створення ефективного рідкого технологічного мастила для обробки деталей з конструкційних легованих сталей методом деформуючого протягування (ДП) на основі визначення впливу введення до мастильної органічної основи антифрикційного наповнювача та наноструктурного компонента. Встановлено вплив складу на коефіцієнт динамічної в’язкості мастила, його термічні та експлуатаційні властивості, особливості структуроутворення. Показано, що за одночасного введення наноструктурного компонента та антифрикційного наповнювача до мастильної основи спостерігається рівномірність розташування наноструктурного складника відносно частинок антифрикційного наповнювача та сприяння його ексфоліації. Формування такої структури сприяє позитивним змінам антифрикційних властивостей за рахунок покращення взаємного ковзання шарів наповнювача під час дії великих зсувних напружень. Методом термогравіметричного аналізу встановлено, що термодеструктивні процеси в матеріалі мастила до температури 100 °С не відбуваються. Температурна залежність динамічної в’язкості мастила в цьому діапазоні описується експоненційним рівнянням Арреніуса. Введення наноструктурного компонента в поєднанні з антифрикційним наповнювачем змінює її характер: передекспоненційний множник збільшується на 4 порядки, а енергія активації зменшується в 1,5 раза, тобто значно збільшується температурно незалежний коефіцієнт в’язкості та суттєво зменшується вплив температури на в’язкість мастила. Запропонована мастильна композиція дозволяє при обробці деталей з легованих конструкційних сталей знизити осьові сили ДП на ~ 20 % та отримати шорсткість обробленої поверхні на рівні 10–11 класу.

Закономірності локального деформаційного зміцнення трубчастих виробів з конструкційних сталей при формоутворенні пазів холодним пластичним деформуванням

Сергій Євгенович Шейкін — 2024-07-17

Досліджено закономірності локального деформаційного зміцнення матеріалу трубчастих зразків з конструкційних сталей 20 та 45 при формоутворенні поздовжніх пазів на їх внутрішніх поверхнях холодним пластичним деформуванням (ХПД) (деформуючим прошиванням). На якісному рівні встановлено вплив технологічних параметрів процесу (геометрії робочої ділянки деформуючого інструменту та глибини занурення) на розподіл мікротвердості у стінці оброблюваної деталі по глибині та вздовж профілю перерізу інструмента. Виявлені закономірності можуть бути використані під час проєктування та відпрацювання технологічних операцій формоутворення пазів у трубчастих виробах методами ХПД в умовах високих нормальних та дотичних контактних напружень з метою керування механічними властивостями оброблюваного матеріалу в локальних об’ємах виходячи з вимог щодо ефективності використання виробу. Наприклад, коли ефективність визначається деформаційним зміцненням та, як наслідок, залишковою пластичністю матеріалу та енергією, яка витрачається на руйнування виробу під дією внутрішнього тиску. Досліджені закономірності справедливі при формоутвофренні пазів у трубчастих виробах з конструкційних сталей, що мають твердість у діапазоні НВ 110–200. В дослідженнях використано методи мікродюрометрії, оптичної металографії та комп’ютерна система аналізу зображень.

Синтез алгоритмів комплексованої фільтрації вимірювань для систем супутникової навігації безпілотних літальних апаратів

Ігор Валерійович Зімчук — 2024-07-17

Широке застосування безпілотних літальних апаратів (БпЛА) різних класів як у військовій, так і в цивільній сферах, вимагає розробки та виробництва високоточних бортових навігаційних систем малої вартості, ваги та габаритів. Важливою характеристикою, яка визначає спроможність та якість виконання польотного завдання БпЛА, є точність його позиціювання. В основу управління існуючими БпЛА покладено використання супутникових навігаційних систем (СНС), в яких підвищення точності позиціонування досягається застосуванням різних алгоритмів обробки прийнятих навігаційних даних. Узагальнений аналіз найбільш поширених підходів до розв’язання задачі фільтрації навігаційних вимірювань показав, що, незважаючи на велику кількість існуючих рішень, задача синтезу ефективних алгоритмів фільтрації залишається актуальною. Можливим шляхом підвищення точності визначення навігаційних параметрів, які вимірюються СНС БпЛА, є сумісна обробка результатів вимірювань дальності до супутника та радіальної швидкості. У зв’язку з цим у роботі викладено методику синтезу алгоритмів комплексованої фільтрації вимірювань дальності в системах супутникової навігації БпЛА. В основу методики покладено поліноміальну модель алгоритму фільтрації та вхідних даних. Викладений підхід ґрунтується на поданні згладжувальних фільтрів як динамічних систем, які описуються дискретними передаточними функціями. Теоретичною основою визначення передаточних функцій є третя форма умов інваріантності помилки фільтра відносно моделі вхідного впливу. Запропонований підхід дозволяє: синтезувати ефективні алгоритми комплексованої фільтрації, які мають мінімальну обчислювальну складність для своєї реалізації; на етапі синтезу формувати властивості фільтрів стосовно згладжування шумів та виключення динамічних помилок; у процесі синтезу визначати умови, під час виконання яких цифровий фільтр буде стійким. У роботі наводиться приклад синтезу алгоритму комплексованої фільтрації дальності, в якому реалізується сумісна обробка результатів вимірювань як дальності, так і швидкості. Працездатність та ефективність синтезованого алгоритму досліджено шляхом комп’ютерного моделювання. Показано, що застосування синтезованого фільтра дозволяє зменшити динамічну помилку оцінювання дальності в умовах зміни математичної моделі вхідних даних без погіршення якості фільтрації помилок вимірювань.

Кут конуса дискоконусної антени: теорія та практика

В’ячеслав Пилипович Манойлов — 2024-07-17

При розрахунку розмірів дискоконусної антени цікавим моментом є вибір кута конуса. Як оптимальне зазвичай пропонується значення цього кута у 30 градусів. Аргументація на користь такого вибору практично не наводиться.

У роботі проведено теоретичні та експериментальні дослідження впливу кута конуса на вхідний опір дискоконусної антени. Показано, що на підставі цього у значній частці публікацій щодо вибору значення кута конуса зазвичай вказують інтервали від 20 до 40 градусів, а як найкраще пропонує значення цього кута у 30 градусів. Це випливає з того, що саме за таких значень легко забезпечити вхідний опір такої антени 50 Ом, тобто напряму підключати її до коаксіального кабелю з хвилевим опором у 50 Ом.

Це підтверджено експериментально, тобто, що кут конуса, близький до 30 градусів, дозволяє отримати значення вхідного опору, максимально близьке до 50 Ом.

Також показано, що при значенні КСХН на рівні 2 можливий інтервал значень кута конуса становить орієнтовно від 17 до 37 градусів, а при рівні 1,5 – від 23 до 34 градусів.