An urgent task in creating and using composite materials is the assessment and prediction of their performance properties and reliability. Currently, when studying the reliability of the materials, there is little experimental data, mathematical descriptions, and models for both probabilistic and deterministic methods to assess reliability. Based on the obtained experimental data, this article discusses the development of a methodology for predicting reliability. The article also proposes a statistical model for assessing reliability by the criterion of the structural strength of products made of polymer composite materials. The characteristics of the reliability changes in the materials when in operation are presented. The calculation allowed obtaining graphs showing the dispersion and statistical variability of the characteristics of polypropylene-based polymeric materials at the design, production, and operation stages of the product life cycle. The computational experimental results for determining the influence of the shape of inclusions and mass on the mechanical properties of a polymer composite material aimed at improving the strength characteristics of the products are presented. Based on a computational experiment in the MSC Digimat MF nonlinear solver, equations are provided to demonstrate the regression dependence of the strength of a part made of a polymer composite material on technological factors.

The dynamic characteristics of one of the centrifugal pump critical parts such as the rotor shaft are studied in the article whilst the highest level NASTRAN CAD PATRAN module was used to carry out the dynamic analysis. During the analysis a computational mechanical scheme has been compiled as well as force factors generating rotor vibrations have been determined. The axial, radial and hydrodynamic forces affecting the impeller and pump shaft have been calculated according to the analytical formula. Under the given boundary conditions in the FE model and the chosen method for determining the natural vibrations, a numerical solution of the equations of free and forced vibrations has been found using the algorithms of the NASTRAN program. The natural vibrations of the rotor have been determined using the Lanczos method. The dynamic stability of the shaft, the stress-strain state of the shaft and its displacement under static loads, the frequency and shape of the natural vibrations of the rotor necessary for the calculations have been determined. The amplitude-frequency characteristics of the system have been determined and analyzed for affection by external forces at the reverse and blade frequencies. Using the amplitude parameters of the forced oscillations, the dynamic gain of the rotor has been determined. Based on the amplitude-frequency parameters, the option of the number of blades for the working centrifugal impeller of the pump has been justified. The technique of computer simulation and determination of the vibroactivity parameters of a submersible centrifugal pump rotor shaft is given in the article.

The article describes an automated calculation of such an essential part of a centrifugal pumps the rotor shaft, so the highest level CAD NASTRAN system PATRAN module was used for the analysis. The computational mechanical scheme was drawn up, the axial and radial force acting on the impeller and the pump shaft were determined. The stress for the maximum feed case are determined. The results of the automated strength calculation were used for further analysis of the service life of the rotor shaft of a centrifugal pump.A computer technique for determining the service life of the shaft is given, taking into account the technological, mechanical conditions of operation and taking into account the projected service life equal to the lifetime of the uranium well. Using the automated MSC FATIGUE module, the number of loading cycles was determined, the service life safety factor was determined, which showed the efficiency of the pump throughout the entire operating time of the uranium well.

Наведено методику CAD/CAE/CAM наскрiзного проектування робочого колеса семиступiнчастого заглибного насосу марки «ODDESSEzentralasien» -UPP 13-7/6, що застосовується для перекачування сiрчаної кислоти в гiдрометалургiї. Дослiдження проводилися з метою пiдвищення ККД насоса, що випускається на заводi ТОВ «KARLSKRONA LC AB» (Казахстан). Проведено комп'ютернi розрахунки вiдцентрового колеса з 8 i 9 лопатками на мiцнiсть в САЕ системi вищого рiвня NASTRAN. Визначено вплив кiлькостi лопаток вiдцентрового колеса на рiвень напружень, що виникають в перетинах лопаток покривного i основного дискiв вiдцентрового колеса. Максимальне напруження в перетинах колеса з 8 лопатями досягло рiвня 319 MПa i для колеса з 9 лопатями 199 MПa. Було розглянуто вплив числа лопаток на динамiчнi характеристики роторного валу. Для цього були змодельованi розрахунковi механiчнi та комп'ютернi схеми динамiчного розрахунку для визначення амплiтудно-частотних характеристик роторного валу. Амплiтуди гармонiк на частотах, викликаних пульсацiєю рiдини на лопатковiй частотi 400 Гц i 450 Гц, досягли значення 1 . 10 -4 м i 8 . 10 -4 м вiдповiдно. На основi результатiв комп'ютерного моделювання статичних i динамiчних задач була розроблена модель робочого колеса вiдцентрового багатоступiнчастого насоса з рацiональним числом 8 лопатей подвiйної кривизни. Вибiр кiлькостi лопатей задовольняє критерiю мiцностi колеса, так i критерiю динамiчностi системи вал-колесо. Для виробництва прототипу колеса був проведений аналiз параметрiв технологiчного процесу 3D друку по шорсткостi поверхнi готових виробiв. На основi аналiзу була вибрана технологiя стереолiтографiї i проведено друкування вiдцентрових колiс для проведення подальших стендових гiдродинамiчних випробувань в умовах заводу. Наведенi дослiдження на основi комп'ютерного моделювання CAD/CAE/CAM дозволяють скоротити часовi i матерiальнi витрати на розробку геометрiї колеса рацiональної форми, що задовольняє критерiю як мiцностi самого колеса, так i критерiю вiброактивностi роторного валуКлючовi слова: заглибний насос, вiдцентрове колесо, системи автоматизованого проектування, амплiтудно-частотний вiдгук

Аннотация. В статье рассмотрены проблемы повышения энергоэффективности динамических насосов, предложена методика модернизации рабочих колес. Для повышения гидравлического КПД был рассмотрен вариант замены традиционной гомогенной лопастной решетки на гетерогенную решетку. Для обоснования целесообразности применения варианта модификации, приведена и проанализирована теория безударного входа потока в рабочее колесо. В статье был приведен алгоритм расчета и блок схема для автоматизации расчета параметров колеса с геторогенной лопастной решеткой , где исходными данными были напор насоса H, подача насоса Q, частоты вращения вала центробежного многоступенчатого насоса n. Также был предложен параметр варьирования подачи для определения углов набегания и углов установки лопастей гетерогенной решетки, который определяется из условия расширения зоны подачи. Приведены результаты автоматизированного расчета параметров гетерогенной лопастной решетки.Ключевые слова: центробежный насос, рабочее колесо, лопастная решетка, модификация, энергоэффективность, напор, подача.