ElarTSATU

Електронний Інституційний репозитарій Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного.

Ласкаво просимо на сайт Інституційного репозитария Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного!

Наш електронний архів накопичує, зберігає і надає вільний, довгостроковий доступ до електронних версій наукових публікацій,

науково-методичних і навчальних матеріалів, створених науковцями, аспірантами та студентами ТДАТУ.

Надсилайте Ваші матеріали на е-mail: lib.nauka@tsatu.edu.ua

Вимоги щодо розміщення матеріалів у репозитарії ТДАТУ

ISSN: 2524-0714

Сайт Університету

Сайт Бібліотеки

Електронні архіви України

Фонди

Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.

Зараз показуємо 1 - 5 з 22

Нові надходження

Access status: Open Access ,
Метод інтерполяції точкових рядів для формування гладких обводів
(Київ : КНУБА, 2024) Гавриленко, Євген Андрійович; Холодняк, Юлія Володимирівна; Тетервак, Ілля Романович; Havrylenko, Yevhen; Kholodniak, Yuliia; Tetervak, Illia
UK: Формування складних функціональних поверхонь заданих масивом точок є актуальним завданням геометричного моделювання. Геометрична модель такої поверхні формується на основі дискретного лінійчатого каркасу, елементами якого є обводи, що складаються з ділянок аналітично заданих кривих ліній. У роботі розв’язується задача моделювання гладкого обводу, який із заданою точністю представляє вихідну криву, інтерполює вихідний точковий ряд та належить кривій лінії, що не містить особливих точок. Обвід формується всередині області можливого розташування частин інтерполюючої кривої, вздовж яких значення кривини монотонно збільшуються або зменшуються. Спосіб визначення області розташування кривої заснований на призначенні положень дотичних прямих та значень кривини у вихідних точках всередині діапазонів, що гарантують можливість інтерполяції точкового ряду кривою лінією із заданими характеристиками. Всі криві лінії, що відповідають умовам задачі, не можуть розташовуватися за межами зазначеної області. Абсолютна похибка інтерполяції точкового ряду оцінюється шириною області можливого розташування кривої лінії. Якщо похибка інтерполяції вихідного точкового ряду виявиться більшою за призначену величину, то ширина області розташування кривої зменшується за рахунок призначення відповідних проміжних точок. В результаті призначення кожної проміжної точки отримуємо області розташування двох нових ділянок кривої, що знаходяться всередині області розташування відповідної вихідної ділянки. Після того, як похибка інтерполяції стає меншою від заданої величини, область розташування кривої лінії вважається сформованою, а отриманий точковий ряд інтерполюється обводом, який знаходиться всередині цієї області. Досліджено можливість формування обводів із заданими характеристиками ділянками кола та В-сплайну. EN: The formation of complex functional surfaces given by an array of points is an actual task of geometric modeling. The geometric model of such a surface is formed on the basis of a discrete linear frame, the elements of which are contours consisting of sections of analytically determined curves lines. The paper solves the problem of modeling a smooth contour that represents the original curve with a given accuracy, interpolates the original point series and belongs to the line curve that does not contain special points. The contour is formed inside the area of the possible location of the parts of the interpolating curve, along which the values of the curvature monotonically increase or decrease. The method of determining the area of the location of the curve is based on the assignment of the positions of the tangent lines and the curvature values at the given points within the ranges, which guarantee the possibility of interpolation of the point series by a curve with the specified characteristics. All curved lines that meet the conditions of the problem cannot be located outside the specified area. The absolute error of the interpolation of the point set is estimated by the width of the area of the possible location of the curve. If the interpolation error of the original point set turns out to be greater than the specified value, then the width of the area of the curve is reduced due to the assignment of the corresponding intermediate points. As a result of assigning each intermediate point, we get the location areas of two new sections of the curve, which are inside the location area of the corresponding original section. After the interpolation error becomes smaller than the given value, the area of the curved line is considered to be formed, and the obtained point series is interpolated by the contour that is inside this area. The possibility of forming contours with given characteristics by sections of a circle and B-spline has been investigated.
Access status: Open Access ,
Алгоритм формування моделей технічних виробів при реверс-інжинірингу
(Київ : КНУБА, 2022) Гавриленко, Євген Андрійович; Холодняк, Юлія Володимирівна; Мірошниченко, Микола Юрійович; Havrylenko, Yevhen; Kholodniak, Yuliia; Miroshnychenko, Mykola
UK: Розроблено метод формування лінійчатих каркасів поверхонь на основі масиву точок. З вихідного масиву точок виділяються підмножини – точкові ряди, на основі яких формуються лінійні елементи каркасу поверхні. Каркас формується на основі сімейства напрямних та сімейства твірних кривих ліній. На даний момент актуальною є задача формування каркасів, що задають поверхні, функціональне призначення яких – взаємодія із середовищем. Запропоновано способи формування лінійних елементів каркасу із забезпеченням регулярної зміни геометричних характеристик вздовж кривої при контролі виникнення особливих точок. Зазначені властивості елементів каркасу забезпечують необхідні властивості поверхні. Загальною особливістю формування плоских та просторових обводів запропонованим методом є обов'язковий аналіз вихідного точкового ряду. В результаті аналізу визначаються ділянки, які можна інтерполювати кривою лінією з монотонною зміною геометричних характеристик, і ділянки, на яких виникнення особливих точок неминуче. Метод дозволяє формувати плоскі та просторові криві лінії, у яких кількість особливих точок мінімальна. Запропоновано спосіб оцінки похибки, з якою сформований обвід представляє задану криву. Метод дозволяє нарощувати кількість умов, що накладаються на обвід. Це може бути запобігання осциляції, монотонна зміна кривини та скруту вздовж кривої, фіксовані значення геометричних характеристик у вихідних точках. Кожна з додаткових умов призводить до локалізації області можливого розташування кривої та зменшує похибку, з якою її представляє обвід. Розроблений метод випробуваний при моделюванні функціональних поверхонь, що обмежують міжлопатковий канал робочого колеса турбокомпресора. Основна сфера застосування розробленого методу – моделювання динамічних поверхонь, у тому числі з використанням технології реверс-інжинірингу. Найбільший ефект може бути отриманий при розв’язанні задач, що вимагають досягнення компромісу між функціональними якостями поверхні та додатковими вимогами компонування, комфортності, естетики. EN: A method of forming linear frameworks of surfaces based on an array of points has been developed. From the initial array of points, subsets are distinguished - point series, based on which the linear elements of the surface framework are formed. The frame is formed on the basis of a family of guides and a family of generating curves. At the moment, the task of forming frameworks that define surfaces, whose functional purpose is interaction with the environment, is relevant. Methods of forming linear elements of the frame are proposed with the provision of regular changes of geometric characteristics along the curve while controlling the occurrence of special points. The specified properties of the frame elements provide the necessary surface properties. A general feature of the formation of flat and spatial contours by the proposed method is the mandatory analysis of the original point series. As a result of the analysis, areas are determined that can be interpolated by a curved line with a monotonous change in geometric characteristics, and areas where the occurrence of special points is inevitable. The method allows you to form flat and spatial curved lines, in which the number of special points is minimal. A method of estimating the error with which the formed contour represents a given curve is proposed. The method allows you to increase the number of conditions imposed on the outline. This can be prevention of oscillation, monotonous change of curvature and twist along the curve, fixed values of geometric characteristics at the starting points. Each of the additional conditions leads to the localization of the region of the possible location of the curve and reduces the error with which it is represented by the contour. The developed method was tested in the modeling of functional surfaces limiting the interblade channel of the turbocharger impeller. The main field of application of the developed method is modeling of dynamic surfaces, including the use of reverse engineering technology. The greatest effect can be obtained when solving problems that require reaching a compromise between the functional qualities of the surface and additional requirements for layout, comfort, and aesthetics.
Access status: Open Access ,
Моделирование участков одномерных обводов по заданным условиям
(Київ : КНУБА, 2021) Гавриленко, Евгений Андреевич; Холодняк, Юлия Владимировна; Антонова, Галина Владимировна; Михайленко, Елена Юрьевна; Гавриленко, Євген Андрійович; Холодняк, Юлія Володимирівна; Антонова, Галина Володимирівна; Михайленко, Олена Юріївна; Havrylenko, Yevhen; Kholodniak, Yuliia; Antonova, Halyna; Mykhailenko, Olena
RU: Формирование одномерных обводов по заданным условиям – одна из наиболее востребованных задач геометрического моделирования. Задача решается вариативным дискретным геометрическим моделированием, которое предполагает формирование для исходного ряда промежуточных точек сгущения. Дискретная модель кривой состоит из точечного ряда, заданных геометрических характеристик и алгоритма сгущения. Дискретно представленная кривая (ДПК) формируется сгущением исходного точечного ряда произвольной конфигурации по участкам, на которых возможно обеспечить монотонное изменение значений ее характеристик. Монотонные участки стыкуются в особых точках. Каждые три последовательные точки ДПК определяют прилегающую плоскость. Четыре прилегающие плоскости, проходящие через две последовательные точки, ограничивают тетраэдр. Цепочка последовательных тетраэдров, определенных на всех участках, является областью расположения гладкой кривой линии постоянного хода, интерполирующей исходный точечный ряд. Кручение на участках ДПК оценивается величиной отношения угла между соседними прилегающими плоскостями к длине соответствующей хорды сопровождающей ломаной линии. Точка сгущения назначается внутри тетраэдра расположения ДПК. В результате последовательных сгущений получим непрерывный обвод постоянного хода, в каждой точке которого существует единственное положение основного трёхгранника. Точка сгущения назначается таким образом, чтобы значения кручения в точках ДПК изменялись монотонно. Это обеспечивает регулярность значений кручения в точках обвода. Наложение на формируемую ДПК дополнительных условий требует определения соответствующей области возможного решения внутри тетраэдра расположения ДПК. UK: Формування одновимірних обводів за заданими умовами - одна з найбільш затребуваних завдань геометричного моделювання. Задача вирішується варіативним дискретним геометричним моделюванням, яке передбачає формування для вихідного ряду проміжних точок згущення. Дискретна модель кривої складається з точкового ряду, заданих геометричних характеристик і алгоритму згущення. Дискретно представлена крива (ДПК) формується згущенням вихідного точкового ряду довільної конфігурації по ділянкам, на яких можливо забезпечити монотонну зміну значень її характеристик. Монотонні ділянки стикуються в особливих точках. Кожні три послідовні точки ДПК визначають прилягаючу площину. Чотири прилягаючі площини, що проходять через дві послідовні точки, обмежують тетраедр. Ланцюг послідовних тетраедрів, визначених на всіх ділянках, є областю розташування гладкої кривої лінії постійного ходу, яка інтерполює вихідний точковий ряд. Скрут на ділянках ДПК оцінюється величиною відносини кута між сусідніми прилягаючими площинами до довжини відповідної хорди супроводжуючої ламаної лінії. Точка згущення призначається всередині тетраедра розташування ДПК. В результаті послідовних згущень отримаємо безперервний обвід постійного ходу, в кожній точці якого існує єдине положення основного тригранника. Точка згущення призначається таким чином, щоб значення скруту в точках ДПК змінювалися монотонно. Це забезпечує регулярність значень скруту в точках обводу. Накладення на сформовану ДПК додаткових умов вимагає визначення відповідної області можливого рішення всередині тетраедра розташування ДПК. EN: The formation of one-dimensional contours on the basis on the given conditions is one of the most popular geometric modeling problems. The problem is solved by variative discrete geometric modeling, which assumes the formation of intermediate points for the initial set of condensation points. The discrete model of the curve consists of a point sets, given geometric characteristics and a condensation algorithm. A discretely presented curve (DPC) is formed by a condensation of the initial point set of an arbitrary configuration in areas on which it is possible to ensure a monotonic change in the values of its characteristics. Monotone plots are joined at special points. Every three consecutive points of the duodenum define an adjacent plane. Four adjacent planes passing through two consecutive points limit the tetrahedron. The chain of consecutive tetrahedrons defined on all segments is the region of the location of the smooth curve of the constant stroke line interpolating the initial point sets. The torsion on the sections of the DPC is estimated by the value of the ratio of the angle between adjacent adjacent planes to the length of the corresponding chord of the accompanying broken line. The point of thickening is assigned inside the tetrahedron of the DPC. As a result of successive condensations, we obtain a continuous bypass of a constant stroke, at each point of which there is a single position of the main trihedron. The point of condensation is assigned in such a way that the values of the torsion in the duodenum points change monotonically. This ensures that the torsion values are regular at the points of the bypass. The imposition of additional conditions on the DPC formed requires the definition of the corresponding region of a possible solution within the DPC arrangement tetrahedron.
Access status: Open Access ,
Modeling surfaces according to specified conditions based on an array of points
(Мелітополь : МДПУ, 2021) Kholodniak, Yuliia; Havrylenko, Yevhen; Ivzhenko, Oleksandr; Pykhtieieva, Iryna; Холодняк, Юлія Володимирівна; Гавриленко, Євген Андрійович; Івженко, Олександр Васильович; Пихтєєва, Ірина Вікторівна; Холодняк, Юлия Владимировна; Гавриленко, Евгений Андреевич; Ивженко, Александр Васильевич; Пыхтеева, Ирина Викторовна
EN: The development of technology of design of computer models of surfaces defined by points array, and programs of their processing on the machines with computer numerical control (CNC). The main requirement to the surface of products which interact with the environment, is to ensure a given character of their flow. Functional quality of the surface is ensure by its geometric characteristics. Laminar nature of flow of surfaces can be provided by monotonous change of curvature values, torsion, radiuses of adjoining spheres along the curves that are part of the determinant of the surface. The initial points set and geometrical characteristics of the curve are the initial data for the formation of linear elements of carcass of surface. The methods of formation of plane and spatial curves with regular change of characteristics on the basis of an arbitrary points set is developed. At each site, which is bounded by successive points the area within which are all the curves corresponding to the conditions of the problem is determined. The resulting curve, which is represented by a new point series consisting of an arbitrarily large number of points, it is considered formed when the area of its possible location is less than a predetermined value. Practical application of the proposed technology is demonstrated by the example of designing of surfaces inter scapular channel of impeller of the turbocharger and the working surface of the disk cutter for loosening the soil. The developed technology for the design of surfaces of complex technical products includes the creation of geometric models of surfaces and control programs for their processing on CNC machines. From the initial array of points allocated subset - point sets, on the basis of which the linear elements of the carcass of surface are formed. A computer model of the surface is created on the basis of discretely carcass the line represented by the families of longitudinal and transversal curves. The control program is created in the automated mode using the CAM-packets based on three-dimensional computer model which is formed in a package of three-dimensional parametric modeling SolidWorks. UK: Розробка технології проектування комп'ютерних моделей поверхонь, заданих масивом точок, та програм їх обробки на верстатах з числовим програмним управлінням (ЧПУ). Основна вимога до поверхонь виробів, які взаємодіють із середовищем, - забезпечення заданого характеру їх обтікання. Функціональні якості поверхні забезпечуються її геометричними характеристиками. Ламінарний характер обтікання поверхонь можна забезпечити за рахунок монотонної зміни значень кривини, скруту, радіусів стичних сфер уздовж ліній, що входять у визначник поверхні. Вихідними даними для формування лінійних елементів каркасу поверхні є вихідний точковий ряд і геометричні властивості кривої. Розроблено методи формування плоских і просторових кривих із закономірною зміною характеристик на основі довільного точкового ряду. На кожній дільниці, обмеженій послідовними точками, визначається область, усередині якої розташовані всі криві лінії, що відповідають умовам задачі. Отримана крива, яка представлена новим точковим рядом, що складається з будь-якої кількості точок, вважається сформованою, якщо область її можливого розташування не перевищує заданої величини. Практичне застосування запропонованої технології продемонстровано на прикладі проектування поверхонь міжлопаткового каналу робочого колеса турбокомпресора та робочої поверхні дискової фрези для розпушування ґрунту. Розроблена технологія проектування поверхонь складних технічних виробів включає створення геометричних моделей поверхонь та керуючих програм для їх обробки на верстатах з ЧПУ. Із вихідного масиву точок виділяються підмножини – точкові ряди, на основі яких формуються лінійні елементи каркасу поверхні. Комп'ютерна модель поверхні створюється на основі дискретного лінійного каркасу, представленого сімействами твірних та напрямних кривих ліній. Управляюча програма створюється в автоматизованому режимі з використанням CAM-пакетів на основі тривимірної комп'ютерної моделі, сформованої в пакеті тривимірного параметричного моделювання SolidWorks. RU: Разработка технологии проектирования компьютерных моделей поверхностей, заданных массивом точек, и программ их обработки на станках с числовым программным управлением. Основное требование к поверхностям изделий, взаимодействующих со средой, – обеспечение заданного характера их обтекания. Функциональные качества поверхности обеспечиваются ее геометрическими характеристиками. Ламинарный характер обтекания поверхностей можно обеспечить за счет монотонного изменения значений кривизны, кручения, радиусов соприкасающихся сфер вдоль линий, входящих в определитель поверхности. Исходными данными для формирования линейных элементов каркаса поверхности является исходный точечный ряд и геометрические свойства кривой. Разработаны методы формирования плоских и пространственных кривых с закономерным изменением характеристик на основе произвольного точечного ряда. На каждом участке, ограниченном последовательными точками, определяется область, внутри которой расположены все кривые линии, отвечающие условиям задачи. Полученная кривая, представленная новым точечным рядом, состоящим из сколь угодно большого числа точек, считается сформированной в случае, когда область ее возможного расположения не превышает заданной величины. Практическое применение предложенной технологии продемонстрировано на примере проектирования поверхностей межлопаточного канала рабочего колеса турбокомпрессора и рабочей поверхности дисковой фрезы для рыхления почвы. Разработанная технология проектирования поверхностей сложных технических изделий включает в себя создание геометрических моделей поверхностей и управляющих программ для их обработки на станках с ЧПУ. Из исходного массива точек выделяются подмножества – точечные ряды, на основе которых формируются линейные элементы каркаса поверхности. Компьютерная модель поверхности создается на основе дискретного линейчатого каркаса, представленного семействами образующих и направляющих кривых линий. Управляющая программа создается в автоматизированном режиме с использованием CAM-пакетов на основе трехмерной компьютерной модели, сформированной в пакете трехмерного параметрического моделирования SolidWorks.
Access status: Open Access ,
Формирование области расположения кривой с монотонным изменением кривизны
(Мелітополь : МДПУ, 2020) Холодняк, Юлия Владимировна; Гавриленко, Евгений Андреевич; Ивженко, Александр Васильевич; Чаплинский, Андрей Петрович; Холодняк, Юлія Володимирівна; Гавриленко, Євген Андрійович; Івженко, Олександр Васильович; Чаплінський, Андрій Петрович; Kholodniak, Yuliia; Havrylenko, Yevhen; Ivzhenko, Oleksandr; Chaplinskyi, Andrii
RU: В работе рассматривается задача моделирования плоских одномерных обводов по заданным условиям. Разработана геометрическая схема и алгоритм для формирования обводов с монотонным изменением дифференциально-геометрических характеристик: для положений касательных к обводу и значений кривизны в его точках. Исходными данными формирования обвода являются координаты принадлежащих ему точек, порядок гладкости и характер изменения характеристик вдоль обвода. Параметрами управления формой обвода являются положения центров кривизны и нормалей к кривой, которые назначаются в исходных точках. Кривая моделируется по предварительно сформированной эволюте, которая представляет собой выпуклый обвод первого порядка гладкости. Эволюта монотонной кривой формируется с учетом следующих требований: эволюта является выпуклой кривой; нормали к кривой являются касательными к эволюте, которая ее определяет; длина эволюты равна разности радиусов кривизны в точках, ограничивающих соответствующий участок кривой. Обвод формируется внутри области возможного расположения кривой, отвечающей задачи. Ограниченность диапазона решения позволяет контролировать отсутствие осцилляции и обеспечивать необходимые требования к характеристикам и гладкости обвода. Особенностью метода является многократное повторение расчетных алгоритмов, которое приводит к замене с заданной точностью исходного геометрического образа сопровождающей ломаной линией Программное обеспечение, разработанное на основе предложенных в работе алгоритмов, может быть использовано при моделировании линейных элементов каркаса поверхностей с повышенными динамическими качествами. Повышенные динамические свойства необходимы поверхностям, которые взаимодействуют со средой и ограничивают корпусные изделия авиа-, автомобиле-, судостроения, лопатки каналы двигателей внутреннего сгорания, трубопроводы, рабочие органы сельскохозяйственных машин. UK: У роботі розглядається задача моделювання плоских одновимірних обводів за заданими умовами. Розроблена геометрична схема та алгоритм для 200 формування обводів з монотонною зміною диференційно геометричних характеристик: положень дотичних до обводу та значень кривини в його точках. Вихідними даними для формування обводу є координати йому точок, які йому належать, порядок гладкості та характер зміни характеристик уздовж обводу. Параметрами управління формою обводу є положення центрів кривини та нормалей, які визначаються у вихідних точках. Крива моделюється на основі попередньо сформованої еволюти, яка представляє собою опуклий обвід першого порядку гладкості. Еволюта монотонної кривої формується з урахуванням наступних вимог: еволюта є опуклою кривою; нормалі до кривої є дотичними до еволюти, яка її визначає; довжина еволюти дорівнює різниці радіусів кривини в точках, що обмежують відповідну ділянку кривої. Обвід формується всередині області можливого розташування кривої, що відповідає задачі. Обмеженість діапазону розв’язку дозволяє контролювати відсутність осциляції і забезпечувати необхідні вимоги до характеристик і гладкості обводу. Особливістю методу є багаторазове повторення розрахункових алгоритмів, яке призводить до заміни із заданою точністю вихідного геометричного образу супроводжуючою ламаною лінією. Програмне забезпечення, розроблене на основі запропонованих в роботі алгоритмів, може бути використано при моделюванні лінійних елементів каркасу поверхонь з підвищеними динамічними якостями. Підвищені динамічні властивості необхідні поверхням, які взаємодіють з середовищем і обмежують корпусні вироби авіа-, автомобіле-, суднобудування, лопатки турбін, канали двигунів внутрішнього згоряння, трубопроводи, робочі органи сільськогосподарських машин. EN: The paper deals with the problem of modeling flat one-dimensional contours under specified conditions. A geometrical scheme and an algorithm have been developed for the formation of contours with a monotonic change in differential geometric characteristics: the positions of the tangents to the contour and the values of curvature at its points. The initial data for the formation of the contour are the coordinates of the points belonging to it, the order of smoothness and the nature of the change in characteristics along the contour. The options for controlling the shape of the path are the positions of the centers of curvature and normals to the curve, which are assigned at the origin. The curve is modeled according to a previously formed evolve, which is a convex outline of the first order of smoothness. The evolution of a monotone curve is formed taking into account the following requirements: the evolution is a convex curve; the normals to the curve are tangent to the evolution that defines it; the length of the evolute is equal to the difference between the radii of curvature at the points bounding the corresponding section of the curve. The contour is formed inside the area of possible location of the curve corresponding to the task. The limited range of the solution allows you to control the absence of oscillations and provide the necessary requirements for the characteristics and smoothness of the bypass. A feature of the method is the multiple repetition of the computational algorithms, which leads to the replacement with a given accuracy of the original geometric image by the accompanying broken line The software developed on the basis of the algorithms proposed in the work can be used to simulate linear elements of the frame of surfaces with increased dynamic qualities. Increased dynamic properties are required for surfaces that interact with the environment and restrict body products of aircraft, automobile, shipbuilding, turbine blades, channels of internal combustion engines, pipelines, working bodies of agricultural machines.