Результати пошуку “fi nite element method” – Збірник науково-технічних статей

1.2.2025 Методологія дослідження міцності конструкцій ракетної техніки

manager — Tue, 27 Jan 2026 01:13:55 +0000

1. Методологія дослідження міцності конструкцій ракетної техніки

Дата надходження статті до видання: 31.10.2025

Дата прийняття статті до друку після рецензування: 14.11.2025

Дата публікації: 27.01.2026

ISSN: 2617-5525

e-ISSN: 2617-5533

Автори:

Дробенко Б. Д.¹, Клименко Д. В.¹, Кушнір Р. М.¹, Марчук М. В.¹, Сіренко В. М.², Харченко В. М.²

ORCID авторів:

Дробенко Б. Д.¹ ORCID, Клименко Д. В.¹ ORCID, Кушнір Р. М.¹ ORCID, Марчук М. В.¹ ORCID, Сіренко В. М.² ORCID, Харченко В. М.² ORCID

Організація:

Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України¹, ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна²

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2025, (2); 3-11

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2025.02.003

Мова: Українська

Анотація: Запропоновано методологію дослідження міцності конструкцій і визначення руйнівного навантаження шляхом комп’ютерного моделювання і неруйнівних експериментальних випробувань. В основу розроблення покладено загальні співвідношення пружнопластичності в приростах на основі Лагранжевого підходу із застосуванням принципу віртуальних переміщень з урахуванням геометрично нелінійного характеру деформування конструкції за інтенсивних силових навантажень. Основним методом числового моделювання обрано метод скінченних елементів. Методологія дослідження міцності конструкції має три етапи. На першому досліджують конструкцію у вигляді просторово двовимірної моделі оболонкового типу. За результатами обчислювального експерименту аналізують отримані значення параметрів напружено-деформованого стану моделі та визначають критичні зони конструкції, які мають максимальні значення цих параметрів. На другому етапі досліджень будують деталізовані тривимірні моделі критичних зон конструкції, які враховують геометричні (у т. ч. фактичні товщини елементів) і фізичні особливості конструкції. До побудованих моделей прикладають граничні умови, значення яких отримані за результатами числових експериментів повнорозмірної оболонкової моделі конструкції. За результатами числових експериментів аналізують уточнені значення параметрів напружено-деформованого стану тривимірних моделей і визначають мінімальне руйнівне навантаження. На третьому етапі у визначених критичних зонах конструкції встановлюють датчики деформації і проводять випробування конструкції на міцність неруйнівним навантаженням. Порівнюючи значення деформацій і переміщень, отримані за результатами випробувань і розрахункових експериментів, визначають прогнозне руйнівне навантаження. У рамках розробленої методології досліджено напружено-деформований стан бака окислювача першого ступеня за різних значень внутрішнього тиску, отримано кількісні оцінки його міцності, визначено руйнівне навантаження і локальні зони, з яких, імовірно, почнеться руйнування, показано, що результати оцінювання міцності бака за критерієм максимальних напружень найкраще узгоджуються з експериментальними даними.

Ключові слова: міцність, метод скінченних елементів, обчислювальний експеримент, випробування на міцність

Список використаної літератури:

1. Allen D.H., Heisler W. E. A theory for analysis of thermoplastic materials. Computers & Structures. 1981. Vol. 13. P. 129-135 https://doi.org/10.1016/0045-7949(81)90117-6
2. Bathe K.J. Finite Element Procedures Analysis. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1995. 1037 p.
3. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. Finite Element Method: Vol.1. The Basis. London: Butterworth Heinemann, 2000. 689 p.
4. Hachkevich O.P., Drobenko B.D. Modeliuvannia ta optymizatsiia v termomekhanitsi elektroprovidnykh neodnoridnykh til. Pid zah. red. Ya. Y. Buraka, R.M. Kushnira. T. 4: Termomekhanika namahnechuvanykh elektroprovidnykh termochutlyvykh til. Lviv: SPOLOM, 2010.256 s.
5. Kleiber M. Incremental Finite Element Modelling in Non-Linear Solid Mechanics. John Wiley & Sons, 1989. 187 p.
6. Computational Methods for Nonlinear Problems. Ed. by Taylor C., Owen D. R. J., Hinton E. Swansea: Pineridge Press, 1987. 384 p.
7. Marchuk M.V. Neliniine deformuvannia podatlyvykh transversalnym deformatsiiam zsuvu ta stysnennia plastyn i obolonok. Mashynoznavstvo. 2005. № 10. S. 9-14.

Повний текст (PDF) || Зміст 2025 (2)

Завантажень статті: 109

Переглядів анотації:

1479

0 цитувань у базі джерел OpenAlex (станом на 16.07.2026 13:56)

0 цитувань у базі джерел OpenCitations (станом на 16.07.2026 14:08)

0 цитувань у базі джерел Crossref (станом на 16.07.2026 14:25)

0 цитувань у базі джерел Google Scholar (станом на 27.07.2026 06:40)

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Ашберн;;; Купертіно; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Помона; Ашберн; Ашберн; Гай; Х'юстон; Маунтін-В'ю; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео;; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Помпано-Біч; Помпано-Біч; Маунтін-В'ю; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані	53
Україна	Дніпро; Дніпро; Дніпро; Дніпро; Київ; Київ; Дніпро; Дніпро; Дніпро; Кам'янське; Київ; Київ; Кременчук; Кременчук; Дніпро	15
Китай	Гуанчжоу; Шицзячжуан; Яочен; Яочен; Нанкін; Шеньчжень; Нанкін; Шеньчжень; Гуанчжоу;	10
Unknown	; Гонконг; Гонконг; Гонконг; Гонконг; Гонконг	6
Сінгапур	Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур	6
Франція	; Париж; Париж; Страсбург	4
В'єтнам	;; Ханой	3
Німеччина	Фалькенштайн; Мюнхен	2
Нідерланди		1
Іспанія	Хаен	1
Ірак	Ербіль	1
Гайана	Джорджтаун	1
Чилі	Консепсьйон	1
Малі		1
Канада	Маркем	1
Іран	Тегеран	1
Пакистан	Лахор	1
Індія	Делі	1

Завантажень, переглядів по всіх статтях

Статей, завантажень, переглядів по всіх авторах

Статей по всіх підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів

6.1.2025 Видобуток корисних копалин на Місяці

manager — Wed, 27 Aug 2025 13:43:20 +0000

6. Видобуток корисних копалин на Місяці

ISSN: 2617-5525

e-ISSN: 2617-5533

Автори: Гусарова І. О., Козіс К. В., Осіновий Г. Г.

Організація: ДП "КБ "Південне" ім. М. К. Янгеля", Дніпро, Україна

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2025, (1); 45-51

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2025.01.045

Мова: Англійська

Анотація: Сучасні дослідження технологій видобутку корисних копалин на Місяці виявили ряд серйозних обмежень, пов’язаних із залежністю від земних ресурсів і високими технологічними вимогами. Хімічне та карботермічне відновлення місячного реголіту, хоча й теоретично можливе, потребує постійного постачання відновлювачів, таких як водень або вуглець, із Землі. Це істотно збільшує вартість місій та ускладнює логістику, роблячи такі методи малопридатними для масштабного застосування. Піроліз, який передбачає нагрівання реголіту до вкрай високих температур, також не є оптимальним рішенням через необхідність використання складного та енергозатратного обладнання, що перевищує можливості сучасних космічних технологій. Електроліз з використанням розплавлених фтористих солей або хлориду кальцію (CaCl2 ) пропонують як альтернативу, проте його ефективність обмежено необхідністю доставляння флюсів із Землі. Це знижує автономність процесу та робить його менш економічно вигідним у довгостроковій перспективі. У світлі цих обмежень найбільш перспективною технологією виявився прямий електроліз розплаву реголіту, який відрізняється простотою та незалежністю від земних матеріалів. Цей метод передбачає розплавлення місцевої сировини з подальшим електролітичним розділенням на корисні компоненти, такі як кисень, металеві сплави та інші матеріали. Проте ключовою проблемою, яку необхідно подолати для впровадження цієї технології, є розроблення жаростійких струмопровідних матеріалів для анодів, здатних витримувати екстремальні умови високих температур й агресивного кисневого середовища. Існуючі матеріали швидко руйнуються під впливом цих факторів, що призводить до зниження ефективності та збільшення витрат на обслуговування. Крім того, необхідно створити надійні захисні покриття для обладнання, які запобігатимуть його корозії та механічному зносу. Вирішення цих технічних завдань дасть змогу розробити автономну систему видобутку ресурсів на Місяці, що є критично важливим для майбутніх місячних баз і подальшого освоєння космосу. Така система могла б забезпечити астронавтів киснем, водою та будівельними матеріалами без необхідності постійних поставок із Землі, що суттєво знизить вартість космічних місій. Отже, незважаючи на існуючі технологічні виклики, прямий електроліз залишається найбільш реальним варіантом для промислового використання місцевих ресурсів Місяця. Подальші дослідження мають бути спрямовані на оптимізацію матеріалів, методів їх застосування та розроблення енергоефективних рішень, щоб забезпечити стабільність та економічну доцільність місячної гірничої промисловості. Це відкриє нові можливості для постійної присутності людини на Місяці та стане важливим кроком у дослідженні далекого космосу.

Ключові слова: Електрохімічне відновлення розплавів, інертні аноди, електроліз, піроліз

Список використаної літератури:

1. NEEP602 Course Notes (Fall 1996) Resources from Space. URL: https://fti.neep. wisc.edu/fti.neep.wisc.edu/neep602/lecture12.html.
2. Lunarpedia. Ilmenite Reduction. URL:https://lunarpedia.org/w/Ilmenite_Reduction.
3. S. J. Barber et al. ProSPA: Analysis of Lunar Polar Volatiles and ISRU Demonstration on the Moon. 49th Lunar and Planetary Science Conference 2018 (LPI Contrib. No. 2083). URL: https://www.cosmos.esa.int/documents/1568476/1766000/RD5_2018_LPSC_ PROSPECT_ProSPA_Poster_Abstract2172.pdf
4. Oxygen on the Moon. Oxygen production in the Moon extended summary. URL: https://www.ou.edu/class/che-design/a-design/projects-2004/Oxygen-Production-in-theMoonExtended-Summary.pdf.
5. The Moon’s top layer alone has enough oxygen to sustain 8 billion people for 100,000 years. URL: https://theconversation-com./themoons-top-layer-alone-has-enough oxygen-tosustain-8-billion-people-for-100-000-years.
6. From lunar regolith to oxygen and structural materials: an integrated conceptual design. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s12567-022-00465-w.
7. Proving the viability of an electrochemical process for the simultaneous extraction of oxygen and production of metal alloys from lunar regolith. URL: https://pure.hw.ac.uk/ws/portalfi les/portal. Lomax, BA, Conti, M, Khan, N, Bennett, NS, Ganin, AY & Symes, MD 2019. Proving the viability of an electrochemical process for the simultaneous extraction of oxygen and production of metal alloys from lunar regolith, Planetary and Space Science. https://doi.org/10.1016/j.pss. 2019.104748.
8. L. Glaze, Moon’s South Pole in NASA’s Landing Sites, NASA. (2019). URL: https://www.nasa.gov/feature/moon-s-south-pole-innasa-s-landing-sites.
9. Feasibility Analysis of Liquefying Oxygen Generated from Water Electrolysis Units on Lunar Surface. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20100020908, Feasibility Analysis of Liquefying Oxygen Generated from Water Electrolysis Units on Lunar Surface.
10. Moon oxygen startup stumbles on ‘green’iron production-method. URL: https://www.israelhayom.com/2022/07/17/moon-oxygenstartup-stumbles-on-green-iron productionmethod.
11. Eric Berger. Machine to melt Moon rocks and derive metals may launch in 2024. URL: https://arstechnica.com/science/2022/01/machine-to-melt-moon-rocks-and derivemetals-may-launch-in-2024.
12. Hydrogen-oxygen proton-exchange membrane fuel cells and electrolyzers. URL: https://www.science.gov/topicpages/e/electrolyzer+component+development.

Повний текст (PDF) || Зміст 2025 (1)

Завантажень статті: 120

Переглядів анотації:

1014

0 цитувань у базі джерел OpenAlex (станом на 16.07.2026 13:56)

0 цитувань у базі джерел OpenCitations (станом на 16.07.2026 14:08)

0 цитувань у базі джерел Crossref (станом на 16.07.2026 14:25)

0 цитувань у базі джерел Google Scholar (станом на 27.07.2026 00:39)

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Лас-Вегас; Нью Йорк; Ашберн; Ашберн; Фінікс; Фінікс; Фінікс; Фінікс; Фінікс;; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Ель Монте; Помона; Ашберн; Маунтін-В'ю; Портленд; Портленд; Сан-Хосе; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Сан-Матео; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Ашберн; Помпано-Біч; Маунтін-В'ю; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Приозерний; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Сан-Франциско; Олбані; Олбані; Олбані; Олбані	58
В'єтнам	Хошимін; Хайфон; Хайфон; Може Тхо;; Ханой; Ханой;; Дананг; Тхань Пхо Туйен Куанг	10
Сінгапур	Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур	9
Китай	; Нанкін; Пекін; Нанкін;; Пекін	6
Unknown	Гонконг; Гонконг; Гонконг; Гонконг; Гонконг	5
Бразилія	Алміранті-Тамандарі; Ріо-де-Жанейро; Кампо Магро	3
Німеччина	Фалькенштайн; Франкфурт на Майні;	3
Україна	Дніпро; Кам'янське; Кременчук	3
Франція	Париж; Париж; Париж	3
Колумбія	Богота; Богота	2
Пакистан	Карачі; Карачі	2
Польща	Kozieglowy; Познань	2
Бангладеш		1
Швеція		1
Іран	Тегеран	1
Ізраїль	Тель-Авів	1
Узбекистан	Ташкент	1
Перу		1
Чилі	Сантьяго	1
Аргентина	Генерал Піко	1
Камбоджа	Пномпень	1
Малайзія		1
Еквадор		1
Іспанія	Сан-Себастіан-де-лос-Рейєс	1
Марокко	Касабланка	1
Болгарія		1

Завантажень, переглядів по всіх статтях

Статей, завантажень, переглядів по всіх авторах

Статей по всіх підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів