DESIGNING OF DEVELOPED SURFACES OF COMPLEX PARTS

S. S. Tyshchenko, A. V. Krasniuk, T. V. Ulchenko, A. S. Shcherbak

Abstract


Purpose. The paper focuses on ensuring the rational choice of parameters of the mating surfaces of parts when designing process equipment based on the methods of artificial intelligence. Methodology. The paper considers the geometric model of a ruled developed surface, the conditions of existence of such a surface and provides a generalized algorithm for surface plotting regardless of the type of the working element or the machine-building product. One of the most common technical surfaces are the ruled ones, among which a special position is occupied by developed surfaces (thanks to their differential-parametric properties): surface tangent plane is n contact along the rectilinear generator and does not change its position in space when changing the point of contact; surfaces can be produced by bending sheet metal. These provisions enable a product manufacturer to save significant material and energy means, therefore, the development of geometric models of such surfaces is an important task. Findings. We analyzed the geometrical model of the developed surface which is incident to two guides. Experimental studies have shown the applicationprospectivity of semi-digger moldboards on moldboard plows, particularly on the double-deck ones. Taking into account the operating speed of the plow 2.8 m/s, the plant residues plowing percentage for plow with semi-digger moldboards is 98.9%, and with the digger ones – 96.1%. Originality. According to results: 1) the approaches to solving the problem of recognition of wear conditions of the tested interface, depicted by its conceptual model, were elaborated; 2) the corresponding algorithms of the computational procedures were built; 3) the mathematical model that determines the effect of the parameters of the contacting surfaces on their performance properties – linear wear rate during the normal wear and tear was developed; 4) for this model the theoretical prerequisite of use for the random mating study were designated. Practical value. Currently, these areas produced significant results which are in line with modern requirements of construction engineering. The process of parametric model optimization generates a plurality of desired values of the surface parameters. There are formed the algorithms for automatic recognition of design features and operation of interfaces by their images, which are set by a structured set of formal signs. The recognition result is the interface designation to a particular group, each of which corresponds to an individual computational model of quality parameters normalization.


Keywords


geometry; surfaces; developed surfaces; model; working elements

Full Text:

PDF

References


Ayzikovich, S. M., Vang, Y. C., & Volkov, S. S. (2014). Vnedreniye parabolicheskogo indentora v neodnorodnuyu polosu, lezhashchuyu na uprugom osnovanii. Proceedings of the XVII International Conference on Sovremennye problemy mekhaniki sploshnoy sredy, October 14-17, 2014, Rostov-on-Don. 16-19. Rostov-on-Don: SouthernFederalUniversity.

Godes, A. Y., & Loboda, V. V. (2013). Napryazhenno-deformirovannoye sostoyanie uprugoy ploskosti s dugovoy treshchinoy mezhdu krugovym vklyucheniem i matritsey. Bulletin of Dnipropetrovsk University, Series Mechanics, 17 (1), 3-10.

Golovanov, N. N. (2002). Geometricheskoye modelirovanyie.Moscow: FIZMATLIT.

Yelfimov, G. V. (1948). Teoriya perekhodnykh krivykh.Moscow: Transzheldorizdat.

Zelenyy, P. V., & Shcherbakova, O. K. (2015). Kompyuternoye modelirovaniye geometrii dvizheniya pakhotnogo agregata. Proceedings of the International Conference on Innovatsionnyye tekhnologii v inzhenernoy grafike: problemy i perspektivy, March 27, 2015, Novosibirsk. 24-26.Novosibirsk: NGASU (Sibstrin).

Malyi, А. D., Popudniak, Y. Y., Ulchenko, Т. V., & Starosol’ska Т. V. (2014). Quasilinear graphic models of space. Bridges and Tunnels: Theory, Research, Practice, 5, 51–56.

Kotov, I.I.(1975). Algoritmy konstruirovaniya karkasnykh poverkhnostey: Metodicheskoye posobiye po nachertatelnoy geometrii.Moscow: MAI.

Kotov, I.I.(1973). Nachertatelnaya geometriya: Kurs lektsiy dlya slushateley FPK.Moscow: MAI.

Laguta, V. V. (2002). Improvement of designing of the railway curves in a plan. (PhD thesis). Available from Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Dnipropetrovsk.

Naydysh, V. M. (1980). Konstruirovaniye poverkhnostey iz mnogoparametricheskikh mnozhestv liniy i poverkhnostey. Nauchnyye trudy Ukrainskoy selskokhozyaystvennoy akademii, 234, 141-144.

Naydysh, V. M. (1981). Konstruirovaniye poverkhnostey, prokhodyashchikh cherez ikh spetsialnyye linii. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii: Aviatsionnaya Tekhnika, 2, 88-90.

Tishchenko, S. S. (2007). Geometricheskaya adaptatsiya poverkhnostey pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov k vypolnyaemomu protsessu. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva im. P. Vasylenka, 59(1), 110-114.

Tishchenko, S. S. (2005). Geometricheskaya model adaptivnoy poverkhnosti pochvoobrabatyvayushchego rabochego organa intsidentnoy dvum krivym. Sbornik nauchnykh rabot Krymskogo gosudarstvennogo universiteta, 84, 242-247.

Tishchenko, S. S., & Karas, V. V. (2006). Konstruirovaniye poverkhnosti okuchnika dlya propashnykh kultur po absolyutnym traektoriyam dvizheniya pochvy. News of Dnipropetrovsk State Agrarian and Economic University, 1, 27-30.

Trukhina, V. D. (1989). Primeneniye vychislitelnoy tekhniki pri proyektirovanii lemeshnootvalnykh poverkhnostey.Barnaul: API.

Brown, L. D., Levine, M., & Wang, L. (2016). A semiparametric multivariate partially linear model: A difference approach. Journal of Statistical Planning and Inference, 178, 99-111. doi:10.1016/j.jspi.2016.06.005

Malyi, A. D., Ulchenko, T. V., Shcherbak, A. S., Popudniak, Y. Y., & Starosolskaya, T. V. (2016). One-to-one nonlinear transformation the space with identity plane. Science and Transport Progress, 3(63), 181-190. doi: 10.15802/stp2016/74768

Watson, D. F. (1981). Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes. The Computer Journal, 24(2), 167-172. doi: 10.1093/comjnl/24.2.167

Xu, X., & Lee, L. (2015). A spatial autoregressive model with a nonlinear transformation of the dependent variable. Journal of Econometrics, 186(1), 1-18. doi: 10.1016/j. jeconom.2014.12.005


GOST Style Citations


  1. Айзикович, С. М. Внедрение параболического индентора в неоднородную полосу, лежащую на упругом основании / С. М. Айзикович , Ю. Ч. Ванг, С. С. Волков // Соврем. проблемы механики сплошной среды : сб. тр. XVII Междунар. конф. (14.10–17.10.2014). – Ростов-на-Дону : ЮФУ, 2014. – С. 16–19.
  2. Годес, А. Ю. Напряженно-деформированное состояние упругой плоскости с дуговой трещиной между круговым включением и матрицей / А. Ю. Годес, В. В. Лобода // Вісн. Дніпропетр. ун-ту. Серія: «Механіка». – Дніпропетровськ, 2013. – Вип. 17, т. 1. – С. 3–10.
  3. Голованов, Н. Н. Геометрическое моделирование / Н. Н. Голованов. – Москва : Изд-во физ.-мат. лит., 2002. – 472 с.
  4. Ельфимов, Г. В. Теория переходных кривых / Г. В. Ельфимов. – Москва : Трансжелдориздат, 1948. – 311 с.
  5. Зелёный, П. В. Компьютерное моделирование геометрии движения пахотного агрегата / П. В. Зелёный, О. К. Щербакова // Инновац. технологии в инженер. графике: проблемы и перспективы : сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф., 27 марта2015 г. – Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2015. – С. 24–26.
  6. Квазилинейные графические модели пространства / А. Д. Малый, Ю. Я. Попудняк, Т. В. Ульченко, Т. В. Старосольская // Мости та тунелi : теорія, дослідження, практика. – 2014. – Вип. 5. – С. 51–56.
  7. Котов, И. И. Методическое пособие по начертательной геометрии «Алгоритмы конструирования каркасных поверхностей». – Москва : Изд-во Моск. авиац. ин-та, 1975.– 63 с.
  8. Котов, И. И. Начертательная геометрия. Курс лекций для слушателей ФПК. – Москва : Изд. Моск. авиац. ин-та, 1973. – 198 с.
  9. Лагута, В. В. Удосконалення проектування кривих залізничної колії в плані : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.22.06 / Лагута Василь Васильович ; Дніпропетр. держ. техн. ун-т залізн. трансп. – Дніпропетровськ, 2002. – 18 с.
  10. Найдыш, В. М. Конструирование поверхностей из многопараметрических множеств линий и поверхностей / В. М. Найдыш // Науч. тр. Укр. с.-х. акад. – Киев, 1980. – Вып. 234. – С. 141–144.
  11. Найдыш, В. М. Конструирование поверхностей, проходящих через их специальные линии / В. М. Найдыш // Изв. высш. учеб. завед. Серия: Авиационная техника. – 1981. – № 2. – С. 88–90.
  12. Тищенко, С. С. Геометрическая адаптация поверхностей почвообрабатывающих рабочих органов к выполняемому процессу / С. С. Тищенко // Вісн. Харк. нац. техн. ун-ту сіл. госп-ва ім. П. Василенка. – Харків, 2007. – Вип. 59, т. 1. – С. 110–114.
  13. Тищенко, С. С. Геометрическая модель адаптивной поверхности почвообрабатывающего рабочего органа инцидентной двум кривым / С. С. Тищенко // Сб. науч. раб. Крым. гос. ун-та. – Симферополь, 2005. – Вып. 84. – С. 242–247.
  14. Тищенко, С. С. Конструирование поверхности окучника для пропашных культур по абсолютным траекториям движения почвы / С. С. Тищенко, В. В. Карась // Вісн. Дніпропетр. держ. агроуніверситету. – 2006. – № 1. – С. 27–30.
  15. Трухина, В. Д. Применение вычислительной техники при проектировании лемешно-отвальных поверхностей : учеб. пособие / В. Д. Трухина ; М-во высш. и сред. спец. образования РСФСР, Алт. политехн. ин-т им. И. И. Ползунова. – Барнаул, 1989. – 82 с.
  16. Brown, L. D. A semiparametric multivariate partially linear model: A difference approach / L. D. Brown, M. Levine, L. Wang // J. of Statistical Planning and Inference. – 2016. – Vol. 178. – P. 99–111. doi:10.1016/j.jspi.2016.06.005.
  17. One-to-one nonlinear transformation the space with identity plane / A. D. Malyi, T. V. Ulchenko, A. S. Shcherbak [et al.] // Наука та прогрес транспорту. – 2016. – № 3 (63). – С. 181–190. doi: 10.15802/stp2016/74768.
  18. Watson, D. F. Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes / D. F. Watson // The Computer Journal. – 1981. – Nо. 2. – Р. 167–172.
  19. Xu, Х. A spatial autoregressive model with a nonlinear transformation of the dependent variable / Х. Xu, L. Lee // Journal of Econometrics. – 2015. – Vol. 186. – Iss. 1. – P. 1–18. doi: 10.1016/j.jeconom.2014.12.005.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/100227

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)