Природничі науки, математика, статистика

Permanent URI for this collection

https://dr.csbc.edu.ua/handle/123456789/44

Browse

Now showing 1 - 11 of 11

Determining dynamic processes in a tank after its separation from the bottom during a fire
(ПП "ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР", Український державний університет залізничного транспорту, 2025) Nesukh, Mykhailo; Несух, Михайло Михайлович; Subota, Andriy; Субота, Андрій Вікторович; Shvydenko, Andrii; Швиденко, Андрій Валерійович; Nekora, Olga; Некора, Ольга Валеріївна; Kulitsa, Oleh; Куліца, Олег Сергійович; Kropyva, Mykhailo; Кропива, Михайло Олександрович
The object of this study is the process of separating the body of a vertical steel tank from the bottom under the influence of emergency thermal and dynamic loads characteristic of fires at tank farms. The task addressed was to predict parameters of the trajectory of movement of a vertical steel tank with fuel when it is separated under the action of internal excess pressure due to the thermal effects of a fire. The dynamic processes of destruction of the weld at the bottom of the tank enclosure and the processes of fuel leakage from it were investigated. During the research, a computer model of the process of separation of a part of the tank was substantiated, which takes into account the geometric and physical nonlinearity of the material behavior under such conditions, as well as hydrodynamic processes during fuel leakage. Computer simulation showed that the height of the tank's flight when it is separated from the bottom depends on its filling level and total volume. At the same time, a lower filling level of the tank and its smaller volume determine a lower height of its bouncing. This is explained by the fact that the increase in the weight of the mechanical system, which is a tank with an oil product, leads to an increase in energy for the corresponding bouncing height. To describe the revealed patterns, a regression analysis was conducted. As a result, empirical dependences were established between the kinematic parameters of the bouncing trajectory, the design characteristics of the tank, and its filling level. The acceptable adequacy of the data obtained by the revealed regression dependence was shown. The revealed patterns are a scientific basis for compiling practical recommendations on technological requirements for storing oil products in vertical tanks to reduce the risk of their bouncing over long distances during an internal explosion due to a fire.
Development of technological principles of technical control of bus bodies during operation based on passive safety conditions
(Державний університет "Житомирська політехніка", 2022) Рубан, Дмитро Петрович; Ruban, Dmytro; Крайник, Любомир Васильович; Kraynyk, Lubomyr; Рубан, Ганна Яківна; Ruban, Hanna; Грубель, Михайло Григорович; Hrubel, Mykhailo; Дужий, Роман Володимирович; Duzhyi, Roman; Бабарига, Андрій Святославович; Babaryha, Andrii
The object of this study is the permissible limits of aging of bus bodies during operation and the formation of appropriate recommendations to control them based on the conditions of compliance of the body with passive safety rules. According to the current method, the new model of the bus is checked for compliance with passive safety by a destructive method. However, during operation, the physical and mechanical properties of the body deteriorate until the moment of non-compliance with the requirements of passive safety. Therefore, the principles of technical control of bus bodies under the conditions of passive safety by non-destructive methods, the implementation of which became possible during the operation of buses, have been developed. 3 implementation options have been proposed. In the first variant, visual control is complemented by a measuring tool – an ultrasonic thickness gauge for measuring the thickness of the frame pipes. This method has not previously been used in the certification of vehicles. The second option involves checking the mechanical properties during repairs on a breaking machine. It is proved that during the restoration repairs of buses, the endurance limit of the steel elements of the body frame is reduced by 1.14–3.33 times. In the third variant, the methodology for modeling and calculating the stressed-strained state of the body was improved based on the method of finite elements, taking into account the effects of corrosion and fatigue strength of the metal of the frame. When modeling, the deformation of the body racks exceeded the permissible values by 1.5–2.0 times. This non-destructive method makes it possible to check the bus for compliance with passive safety requirements during operation, which was previously impossible. The scope of practical application is the introduction of research results into the real practice of operating buses at the legislative level. The results are suitable for monitoring the technical condition of buses by non-destructive methods during operation.
Forecasting the Durability of Public Transport Bus Bodies Depending on Operating Conditions
(ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», 2021) Рубан, Дмитро Петрович; Ruban, Dmytro; Крайник, Любомир Васильович; Kraynyk, Lubomir; Рубан, Ганна Яківна; Ruban, Hanna; Сосик, Андрій Юрійович; Sosyk, Andrii; Сосик, Андрій Юрійович; Shcherbyna, Andriy; Щербина, Андрій Васильович; Dudarenko, Olga; Артюх, Олександр Миколайович; Artyukh, Oleksandr
This paper addresses the issue related to forecasting the durability indicators of public transport buses under operational conditions. It has been established that when buses are operated to transport passengers the bus bodies wear at different intensities. During operation, the strength of the body frame weakens under the influence of corrosion in combination with sites of fatigue destruction. As it was established, the intensity of corrosion of the bus body depends on the number of residents in the city where the bus is operated. The earlier established dependences were taken into consideration; the current study has identified two conditional variants of corrosion evolution based on the number of inhabitants: up to 1 million and exceeding 1 million. The expediency of repairs and their impact on the bus passive safety has been analyzed. It was found that the elements of the body frame, without external characteristic damage, no longer meet the specified conditions of strength as a result of sign-alternating loads and during long-term operation. Determining the durability of the bus body was made possible through the construction of a mathematical model. The model’s adequacy was confirmed by road tests of the bus. The devised model describes the movement of the bus over a road surface with different micro profiles, with different corrosion penetration, different loading by passengers, and bus speeds. It was established that the reason for the evolution of structural corrosion is the influence of salt mixtures preventing the icing of roads, as well as ignoring the washing of buses after such trips. It is recommended to use new software for the in-depth study into this issue addressing the combination of various factors of destruction: cyclic loads at variable bus speeds and the corrosion progress. The study results could make it possible to predict a life cycle of the body frame under factors that correspond to actual operating conditions.
Unmanned transport. Modern technologies, challenges, and prospects
(Громадська організація «Всеукраїнська асамблея докторів наук з державного управління», Громадська організація «Асоціація науковців України», Видавчнича група «Наукові перспективи», 2025) Artyukh, Oleksandr Mykolayovych; Ruban, Dmytro Petrovych; Tarasenko, Oleksandr Vitaliyovych; Petriuk, Yurii Ivanovych; Ruban, Hanna Yakivna; Рубан, Ганна Яківна
The article provides an in-depth review of the current stage of unmanned transport development, synthesizing information on technological innovations, legislative initiatives, overcome and ongoing challenges, and forecasting future directions of its evolution in the context of global trends and prior research. To achieve this goal, the study focuses on analyzing key changes that occurred specifically between 2020 and 2025, addressing fundamental questions regarding progress and obstacles on the path to autonomous mobility.Regarding the first key question –new technologies that have emerged or undergone significant development in recent years– notable progress has been made in enhancing sensor systems and data processing algorithms. Between 2020 and 2025, improvements were observed not only in the performance of existing sensors, such as LiDAR (Light Detection and Ranging), radars, and cameras (including higher resolution, range, and interference resistance), but also in their cost reduction, bringing the technology closer to the mass market.A significant trend has been the advancement of sensor fusion technologies, which integrate data from various sensor types to create a more comprehensive, accurate, and reliable picture of the surrounding environment. Concurrently, a leap in artificial intelligence algorithms, particularly deep learning, has significantly improved object recognition (pedestrians, vehicles, road signs), behavior prediction, and decision-making in complex traffic scenarios. The development of V2X (Vehicle-to-Everything) communication technologies has also gained momentum, enabling vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure interactions, which are critical for enhancing safety and efficiency, especially in dense traffic conditions. Additionally, advancements in high-definition (HD) maps, powerful computing platforms capable of real-time processing of vast data volumes, and widespread use of simulation environments for virtual testing and validation of control algorithms have played a significant role.The second critical question concerns the dynamics of legislative changes. The 2020–2025 period marked a turning point, shifting from predominantly experimental regulation to more systematic approaches. Many countries, including EU member states, the USA, China, and Japan, actively developed and implemented new laws and standards related to testing unmanned vehicles on public roads, their certification, and safety requirements.Notable were the initial efforts to regulate commercial operations, particularly for robotaxi services and autonomous freight transport in specific geographic zones or designated routes. At the international level, the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) intensified efforts to harmonize technical regulations, particularly regarding Automated Lane Keeping Systems (ALKS) and other automated driving functions. However, despite significant progress, the legislative framework remains fragmented. Issues such as legal liability in accidents involving highly automated vehicles, cybersecurity standards, data protection, and the normative establishment of ethical principles for AI operation require further thorough development and international coordination.The third research question focuses on challenges that have been overcome and those that remain relevant. Over the past five years, developers have made significant strides in improving the reliability of perception systems in complex conditions, though ensuring flawless operation in extreme weather (heavy rain, snowfall, fog) or poor lighting remains a major technological barrier.Considerable attention has been devoted to cybersecurity, with the development of protocols to protect against hacking and unauthorized access, though this threat remains persistent and demands ongoing vigilance. Public discourse on ethical aspects, particularly programming vehicle behavior in unavoidable crash scenarios, has intensified, prompting initial attempts to formulate relevant guidelines and standards, yet a universal solution has not been found.Among the critical ongoing challenges are the ability of autonomous systems to adequately respond to unpredictable events and rare scenarios (“edge cases”), especially in chaotic urban environments; achieving high levels of public trust and technology acceptance; ensuring interoperability of systems from different manufacturers; and addressing potential socioeconomic issues related to labor market transformations in the transport sector. The cost of comprehensive autonomous driving systems, while decreasing, remains high, limiting their widespread adoption in affordable market segments.Finally, analyzing the prospects for further implementation, it is evident that the 2020–2025 period has laid the foundation for more active integration of unmanned technologies in the near future. Progress in technology, the gradual formation of a legislative framework, and accumulated testing experience pave the way for expanding application areas. The most realistic prospects for the coming years include the deployment of autonomous systems in controlled environments: shuttles in airports, university campuses, and large industrial zones; robotic last-mile delivery services; and highly automated freight transport on highway routes.The emergence of commercial robotaxi services in select cities indicates the technology’s gradual approach to consumers, though full autonomy (Level 5 per SAE classification), enabling vehicles to operate anywhere and in any conditions without human intervention, remains a more distant prospect. Further diversification of applications is expected in agriculture, construction, and municipal services. The success of further implementation will depend on the synergy of efforts among developers, legislators, infrastructure operators, and society as a whole, aimed at resolving remaining technological, legal, and social issues. The subsequent sections of this article will provide a detailed examination of each of these aspects, offering an in-depth analysis of technological innovations, regulatory changes, key challenges, and substantiated forecasts for the future of unmanned transport based on data and trends observed in 2020–2025. In this study, the methods of analytical review, comparative analysis, and systematization of literary and regulatory sources were applied.
Вдосконалення системи технічного контролю та допуску до експлуатації автобусів громадського транспорту
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2019) Рубан, Дмитро Петрович; Крайник, Любомир Васильович; Рубан, Ганна Яківна
Проведено аналіз європейського обов’язкового технічного контролю (TÜV) та порівняно з технічним контролем в Україні. Встановлено, що чинне законодавство щодо обов’язкового технічного контролю в Україні потребує доопрацювання. Запропоновані доопрацювання дозволять підвищити пасивну безпеку автобусів та стимулюватимуть ефективне оновлення парку автобусів громадського транспорту України.
Витрати у взаємозв’язку з термінами експлуатації міських автобусів
(Національний університет «Львівська політехніка», 2017) Крайник, Любомир Васильович; Рубан, Дмитро Петрович; Рубан, Ганна Яківна
Проаналізовано відмови деталей міських автобусів у взаємозв’язку з термінами експлуатації. Наведено динаміку зміни витрат на поточний ремонт та обслуговування від початку експлуатації до капітального ремонту, а також середньостатистичні витрати на капітальний ремонт автобуса.
Динамічні процеси під час відриву резервуара від основи внаслідок пожежі
(Національний університет цивільного захисту України, 2024) Несух, Михайло Михайлович; Субота, Андрій Вікторович; Швиденко, Андрій Валерійович; Некора, Ольга Валеріївна
Досліджені закономірності зміни параметрів руху частини резервуара після відриву від днища у залежності від його конструктивних параметрів та умов його заповнення. На основі проведених досліджень сформовано математичну модель процесу відриву частини резервуара, яка враховує як геометричні, так і фізичні нелінійності матеріалу. Для обраного дослідження використано методи математичного моделювання, чисельного аналізу та комп’ютерного симулювання. Математичні моделі дозволяють точно описати напружено-деформований стан, а чисельні методи, зокрема методи скінченних елементів та згладжених частинок (SPH), забезпечують точне моделювання взаємодії між елементами конструкції та рідиною. Чисельні експерименти були проведені з використанням програмного комплексу LS-DYNA, що дало змогу визначити основні параметри процесу відриву, такі як максимальні напруження в зоні зварного з’єднання та розподіл деформацій у матеріалі резервуара. Результати чисельного моделювання показали, що основне руйнування відбувається саме в зварних з’єднаннях, через нижчу міцність шва порівняно з основним матеріалом резервуара. Це узгоджується з експериментальними даними, отриманими в лабораторних умовах. Для більш детального аналізу були проведені повний факторний експеримент та регресійний аналіз, що дозволили виявити ключові фактори, які впливають на процес відриву, та встановити емпіричні залежності між параметрами навантаження, матеріалу і геометрії зразків. Побудована регресійна модель демонструє високу кореляцію між обраними факторами та параметрами відриву резервуара. Отримані результати можуть бути використані для прогнозування поведінки сталевих резервуарів під час пожежі та розробки рекомендацій для підвищення їхньої безпеки та міцності з урахуванням умов реальних експлуатаційних навантажень.
Дослідження процесів руйнування зварних з’єднань в умовах відриву корпусу вертикальних сталевих резервуарів від днища під час пожежі
(Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, 2024) Несух, Михайло Михайлович; Субота, Андрій Вікторович; Швиденко, Андрій Валерійович; Некора, Ольга Валеріївна
Викладено результати експериментальних та теоретичних досліджень процесів руйнування зварних з’єднань в умовах відриву корпусу вертикальних сталевих резервуарів від днища під час пожежі. Отримано міцнісні характеристики зразків зварювальних з’єднань шляхом механічних випробувань. Побудовано модель поведінки зварних з’єднань сталевих резервуарів для нафтопродуктів під час відриву корпусу від днища в умовах пожежі.
Оцінка впливу введення площадок низького входу «low-entry» в структуру несівного кузова на ресурсні характеристики автобуса в експлуатації
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2018) Рубан, Дмитро Петрович; Крайник, Любомир Васильович; Рубан, Ганна Яківна
Проведено оцінку впливу введення площадок низького входу в структуру несівного кузова на ресурсні характеристики автобуса. Наведено реальні приклади пошкоджень кузова та елементів підвіски. Запропоновано перегляд та уточнення граничних умов для розрахунку МКЕ каркасу кузова та вдосконалення структури та сортаменту труб.
Оцінка зміни фізико-механічних властивостей елементів каркасу кузова автобуса в процесі експлуатації
(Вінницький національний технічний університет, 2017) Крайник, Любомир Васильович; Рубан, Дмитро Петрович; Рубан, Ганна Яківна
В статті наведено результати випробувань на розрив елементів каркасу кузова автобуса «Богдан А-092» 2006 р. випуску та пробігом 950 тис. км. Визначено кількісні показники та підтверджено погіршення фізико-механічних властивостей матеріалу елементів каркасу кузова в процесі експлуатації. Об’єкт дослідження – елементи каркасу кузова автобуса. Мета роботи – визначення фізико-механічних властивостей елементів каркасу кузова автобуса з пробігом. Результат проведених досліджень – отримані фізико-механічні властивості елементів каркасу кузова автобуса з пробігом.
Прогнозування довговічності лонжеронів каркасу основи автобуса в проблемних місцях
(Державний університет "Житомирська політехніка", 2020) Рубан, Дмитро Петрович; Крайник, Любомир Васильович; Рубан, Ганна Яківна
В роботі наведено результати оцінки довговічності основи каркасу кузова в проблемних місцях. Результати були отримані за допомогою моделювання в середовищі Solidworks 2018 та при аналізі пошкоджень каркасів кузовів автобусів громадського транспорту на основі довготривалої експлуатації за даними експлуатуючих організацій. Встановлено, що до таких пошкоджень відносять корозійні та втомні руйнування каркасу основи та інших елементів каркасу кузова. На основі аналізу діяльності експлуатуючих організацій встановлено, що автобус стає на відновлювальний ремонт при руйнуванні основи, оскільки подальша експлуатація неможлива. Встановлено, що основною проблемою, що унеможливлює експлуатацію автобуса є структурна корозія у поєднанні із накопиченням втомних руйнувань під дією знакозмінних циклічних навантажень. Виявлено причини, що впливають на характер пошкоджень та швидкість їх утворення: несвоєчасне поновлення антикорозійного захисту та відсутність обробки скритих порожнин, дороги низької якості та високі швидкості руху по цим дорогам, періодичні перевантаження понад допустимої величини. Пошкодження каркасу основи, в більшості випадків, виникають поблизу кріплення елементів підвісок та в місцях перепаду підлоги (особливо в автобусах типу «low-entry» з низькопідлоговими накопичувальними площадками в задній частині автобуса). Великі навантаження на задню площадку автобусів вітчизняного виробництва «Атаман» А092Н6 в години пік, враховуючи те, що на задній площадці місця тільки для пасажирів, що стоять, призводять до утворення магістральних втомних тріщин. В результаті такої експлуатації по дорогам низької якості втомне руйнування відбувається приблизно через 210 тис. км, при терміну експлуатації 2 роки. Обґрунтовано, що для прогнозування утворення втомних тріщин та відповідно запобіганню їх утворенню не достатньо тих результатів які були отримані в умовах нестабільного руху в умовах реальної експлуатації. Представлені результати моделювання, які показують кількість циклів до руйнування та виконано порівняння із реаліями експлуатації, на основі яких пояснено утворення осередків зародження втомних тріщин та розроблено рекомендації щодо запобігання розвитку корозійного розтріскування.

Browse

Browsing Природничі науки, математика, статистика by Subject "NATURAL SCIENCES::Physics"

Results Per Page

Sort Options