Науковий вісник НГУ

Реалізація обчислювального експерименту ударної взаємодії сферичних тіл

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Батьківська категорія: 2025

Категорія: Зміст №2 2025

Створено: 28 квітня 2025

Останнє оновлення: 28 квітня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Автор: Р. Рогатинський, О. Ляшук, Б. Муссабаєв, І. Гевко, О. Дмитрів, А. Кожевніков

Перегляди: 1604

Authors:

Р. Рогатинський, orcid.org/0000-0001-8536-4599,  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна

О. Ляшук*, orcid.org/0000-0003-4881-8568,  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Б. Муссабаєв, orcid.org/0000-0002-1794-7554, Університет АЛТ імені М. Тинишпаєва, м. Алмати, Республіка Казахстан

І. Гевко, orcid.org/0000-0001-5170-0857,  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна

О. Дмитрів, orcid.org/0000-0003-0914-1267,  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна

А. Кожевніков, orcid.org/0000-0002-0078-2546, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (2): 147 - 154

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-2/147

Abstract:

Мета. Встановлення закономірностей зміни у часі кінетичних і динамічних параметрів ударної контактної взаємодії об’єктів за результатами реалізації обчислюваного експерименту з побудовою відповідних апроксимаційних залежностей для їх використання в розробці технологічних процесів завантаження тіл сферичної форми, зокрема котунів.

Методика. Для встановлення законів зміни у часі кінематичних і динамічних параметрів контактної взаємодії об’єктів і побудови відповідної моделі обчислюваного експерименту був використаний метод імітаційного моделювання, що базується на розв’язку контактної задачі Герца й моделях зближення об’єктів у однорідній системі координат за результатами розв’язку диференціальних рівнянь їх руху.

Результати. Проведені експерименти на розробленій імітаційній моделі дозволили встановити розподіл у часі сил при ударній взаємодії тіл сферичної форми із площиною та їх кінематику із визначенням часу контакту та зміни лінійних і кутових швидкостей тіл у момент удару. Реалізація обчислюваного експерименту проводилася на моделі взаємодії котунів із технологічними поверхнями.

Наукова новизна. Розроблені алгоритми й імітаційна модель, на відміну від існуючих, дозволяє прослідкувати зміну у часі всіх основних кінематичних і динамічних параметрів під час ударної взаємодії, встановити максимальну силу й час удару та вивести апроксимаційну залежність зміни у часі сили ударної взаємодії тіл сферичної форми з технологічними поверхнями. Розроблені алгоритми також дозволяють імітувати одночасну взаємодію багатьох тіл, зокрема в потоці.

Практична значимість. Отримані результати апробовані для взаємодії котунів рудного матеріалу із технологічними поверхнями й дозволяють встановити безпечну, із умови їх не руйнування, швидкість зближення з робочими поверхнями. Це суттєво зменшить подрібнення котунів рудного матеріалу під час транспортних і завантажувальних операцій і підвищить якість виплавки феросплавів із котунів.

Ключові слова: алгебро-логічні функції, обчислювальний експеримент, кулі, метод дискретних елементів, залізорудні котуни

References.

1. Cherniaiev, O., Anisimov, O., Saik, P., Dychkovskyi, R., & Lozynskyi, V. (2024). On the issue of shipping finished products in mining of non-metallic mineral raw materials. E3S Web of Conferences, (567), 01005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202456701005

2. Saik, P., Cherniaiev, O., Anisimov, O., Dychkovskyi, R., & Adamchuk, A. (2023). Mining of non-metallic mineral deposits in the context of Ukraine’s reconstruction in the war and post-war periods. Mining of Mineral Deposits, 17(4), 91-102. https://doi.org/10.33271/mining17.04.091

3. John, V. (2016). The Oseen Equations. Finite Element Methods for Incompressible Flow Problems, 243-300. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45750-5_5

4. Eller, B., Rad Majid, M., & Fischer, S. (2022). Laboratory Tests and FE Modeling of the Concrete Canvas, for Infrastructure Applications. Acta Polytechnica Hungarica, 19(3), 9-20. https://doi.org/10.12700/aph.19.3.2022.3.2

5. Zhang, F., Damjanac, B., & Furtney, J. (2023). Introduction to the Discrete Element Method (DEM). Coupled Thermo-Hydro-Mechanical Processes in Fractured Rock Masses, 1-27. https://doi.org/10.1007/978-3-031-25787-2_1

6. Guoming Hu, Jinxin Chen, Bin Jian, Hui Wan, & Liping Liu (2010). Modeling and simulation of transportation system of screw conveyors by the Discrete Element Method. 2010 International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering, 927-930. https://doi.org/10.1109/mace.2010.5536244

7. Pihnastyi, O., & Chernіavska, S. (2022). Improvement of methods for description of a three-bunker collection conveyor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4(119)), 33-41. LOCKSS. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265770

8. Lee, G.-J., & Kwon, T.-H. (2023). Discharge behavior of spherical and rock chip mucks by screw conveyors in TBM: Physical model experiments and DEM simulations. Tunnelling and Underground Space Technology, 142, 105407. https://doi.org/10.1016/j.tust.2023.105407

9. Taran, I. A., & Klymenko, I. Y. (2014). Innovative mathematical tools for benchmarking transmissions of transport vehicles. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 76-81.

10.      Major, Z., Németh, A., Jóvér, V., Liegner, N., & Fischer, S. (2025). Dynamic Modeling Possibilities of Embedded Rail Structures. Acta Polytechnica Hungarica, 22(4), 29-43. https://doi.org/10.12700/aph.22.4.2025.4.3

11.      Taran, I., Zhamanbayev, B., Klymenko, I., & Beketov, Y. (2024). Application of modern mathematical apparatus for determining the dynamic properties of vehicles. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 73-79. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-4/073

12.      Lyashuk, O., Rogatynska, O., & Serilko, D. (2015). Modeling of the vertical screw conveyer loading. INMATEH-Agricultural ­Engineering, 45(1), 87-94.

13.      Mironenko, A. P., & Zavhorodnyi, A. I. (2014). Modeling of particle dynamics in a vertical three – layer – mixer of bulk matters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7(67)), 29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20038

14.      Aliiev, E., Dudin, V., & Linko, M. (2022). Physico-mathematical apparatus for numerical modelling of feed expander. Naukovij Žurnal “Tehnìka Ta Energetika”, 13(3). Internet Archive. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(3).2022.9-16

15.      Terwisscha-Dekker, H., Brouwer, A. M., Weber, B., & Bonn, D. (2024). Elastic contact between rough surfaces: Bridging the gap between theory and experiment. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 188, 105676. https://doi.org/10.1016/j.jmps.2024.105676

16.      Hanaor, D. A. H., Gan, Y., & Einav, I. (2015). Contact mechanics of fractal surfaces by spline assisted discretisation. International Journal of Solids and Structures, 59, 121-131. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2015.01.021

17.      Thornton, C. (2015). Granular Dynamics, Contact Mechanics and Particle System Simulations. Particle Technology Series. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18711-2

18.      Rogatynskyi, R., Hevko, R., Nykerui, Y., Dmytriv, O., & Rozum, R. (2019). The dynamic simulation model of apples contact interaction. Bulletin of the Karaganda University-Mathematics, 96(4), 99-108. https://doi.org/10.31489/2019m4/99-108

19.      Li, Ch., Moreno-Atanasio, R., O’Dea, D., & Honeyands, T. (2019). Experimental Study on the Physical Properties of Iron Ore Granules Made from Australian Iron Ores. ISIJ International, 59(2), 253-262.

20.      Cavalcanti, P. P., & Tavares, L. M. (2018). Statistical analysis of fracture characteristics of industrial iron ore pellets. Powder Technology, 325, 659-668. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.11.062

21.      Gustafsson, G., Häggblad, H.-Å., & Jonsén, P. (2013). Characterization modelling and validation of a two-point loaded iron ore pellet. Powder Technology, 235, 126-135. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2012.10.003

22.      Zdeshchyts, V., & Zdeshchyts, A. (2021). Determining the coefficient of restitution during the impact of bodies: testing the Newton hypothesis. Physical and Mathematical Education, 27(1), 50-56. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2021-027-1-008

23.      Novytskyi, O., Taran, I., & Zhanbirov, Z. (2019). Increasing mine train mass by means of improved efficiency of service braking. E3S Web of Conferences, 123, 01034. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301034

• < Попередня
• Наступна >