Vitalii Kolesnyk | Sumy State University (original) (raw)

Papers by Vitalii Kolesnyk

Основными технологическими проблемами, возникающими в процессе сверления пакетов углепластик/тита... more Основными технологическими проблемами, возникающими в процессе сверления пакетов углепластик/титановый сплав, являются трудности с обеспечением требуемого качества поверхностного слоя отверстия и их размерной точности. Повышенный износ режущего инструмента обусловлен увеличением интенсивности теплового потока при переходе главной режущей кромки сверла из углепластика в титановый сплав. С целью получения исходных данных для моделирования процесса резания методом конечных элементов был разработан комплекс технологий и методик исследования физико-механических и трибологических свойств углепластика. В результате были определены коэффициент Пуассона, модуль упругости и предел прочности для эпоксидной смолы на растяжение и сжатие, рассчитаны коэффициенты трения, касательные и нормальные напряжения для эпоксидной смолы и углепластика при трении с твердосплавным индентором

Journal of Materials Research and Technology, 2023

CFRP/Ti stacks have attracted considerable attention over the past decades as a promising alterna... more CFRP/Ti stacks have attracted considerable attention over the past decades as a promising alternative to individual fibrous composites and metallic alloys due to their improved properties and enhanced structural functions. Mechanical drilling is a compulsory but challenging process to shape these compound stacks to desired dimensions and target quality. Despite a large volume of studies already addressing the conventional twist drilling of CFRP/Ti stacks, a comprehensive understanding of their fundamental drilling mechanisms is still lacking. The present paper aims to report the state-of-the-art advances achieved in the fields of CFRP/Ti machining. Aspects including chip removal, damage formation,mechanical/thermal effects, influences of process conditions, hole quality attributes,and tool wear mechanisms are carefully reviewed. An emphasis is placed on the discussion of the interface drilling behaviors as well as the impacts of different drilling sequence strategies on the machining outputs of CFRP/Ti stacks. The current research limitations and future research perspectives are pointed out. The review paper could
provide technical guidance for both scientific and industrial communities to achieve the damage-free drilling of CFRP/Ti stacks.

Розроблена скінчено-елементна модель важкооброблюваних та композиційних матеріалів. Запропоновано... more Розроблена скінчено-елементна модель важкооброблюваних та композиційних матеріалів. Запропоновано і впроваджено експериментальні методики визначення фізико-механічних, трибологічних властивостей і моделей багатокомпонентних матеріалів. Розроблені алгоритми та програмні модулі, що враховують рівень вібрацій та вплив контактних навантажень. На основі даних літературного огляду розглянуто питання підвищення продуктивності обробки деталей малих діаметрів. Створено стенд, та розроблено методики, які дозволяють досліджувати поведінку технологічної системи в процесі різання при високій частоті обертання заготовки і шпинделя. Розроблено методику дослідження вібрацій у процесі обробки різанням із модуляцією частоти обертання шпинделя та паралельним наочним оцінюванням якості обробки поверхні по зразкам шорсткості, проведено натурні експерименти, які доводять правильність та працездатність гіпотез. Розроблено програмно–апаратний комплекс та методику його використання, які дозволяють діагносту...

Методи дослідження: теоретичні дослідження базуються на використанні принципів TQM під час управл... more Методи дослідження: теоретичні дослідження базуються на використанні принципів TQM під час управління якістю інформаційної системи інструментальної підготовки виробництва. Для вирішення наукових завдань були використані фундаментальні положення основ теорії управління якістю, теорії ухвалення рішень, кваліметрії, технології машинобудування й інструментального виробництва. Для аналізу, збору та обробки інформації використовувалися методи статистичного аналізу й експертних оцінок

При сверлении пакетов углепластик/металл (УП/М) наиболее часто встречаются такие дефекты обработа... more При сверлении пакетов углепластик/металл (УП/М) наиболее часто встречаются такие дефекты обработанной поверхности как вытягивание и не срезание волокон, термическая деструкция, расслаивание слоев углепластика, разная точность и шероховатость обработанных поверхностей. Это объясняется различными физико-механическими свойствами металлической и композиционной составляющей обрабатываемого пакета, а значит и различными механизмами деформирования, стружкообразования и износа инструмента в процессе резания

Об’єкт дослідження - процес проектування та виготовлення модульної технологічної оснастки. Мета р... more Об’єкт дослідження - процес проектування та виготовлення модульної технологічної оснастки. Мета роботи – підвищення продуктивності обробки матеріалів у серійному та масовому машинобудуванні. Предмет дослідження - автоматизований синтез і обробка на високоавтоматизованому обладнанні з ЧПК при виготовлення верстатних пристроїв і різальних інструментів

В отчете рассмотрены различные аспекты технологии механической обработки отверстий в смешанных па... more В отчете рассмотрены различные аспекты технологии механической обработки отверстий в смешанных пакетах металл-углепластик. Затронуты вопросы влияния различных факторов на износ инструмента и качество обработанной поверхности при сверлении. Проведены исследования механизмов разрушения обработанной поверхности при различных схемах обработки ВПКМ. Выполнено имитационное моделирование процесса сверления ВПКМ в главной секущей плоскости главных режущих кромок и определены наиболее благоприятные схемы резания. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3525

Использование волокнистых полимерных композиционных материалов (ВПКМ) в различных отраслях промыш... more Использование волокнистых полимерных композиционных материалов (ВПКМ) в различных отраслях промышленности растет. Механическая обработка является одним из самых распространенных процессов обработки ВПКМ. Это обуславливает интерес к прогнозированию качества обработанной поверхности. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3086

Волокнистые полимерные композиционные материалы (ВПКМ) находят все более широкое применение во мн... more Волокнистые полимерные композиционные материалы (ВПКМ) находят все более широкое применение во многих отраслях промышленности: самолето-, автомобилестроении, инженерных сооружениях, энергетике. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3121

В статье выполнен анализ существующих данных об ориентации волокон и влиянии этого параметра на к... more В статье выполнен анализ существующих данных об ориентации волокон и влиянии этого параметра на качество обработанной поверхности волокнистых полимерных материалов (ВПКМ). Предложена схема пространственной ориентации волокна, учитывающая ранее не принимаемый в расчет угол ориентации режущей кромки относительно волокна. Выдвинута гипотеза, о влиянии этого угла на механизм разрушения ВПКМ и образования повреждений обработанной поверхности. Выполнено моделирование процесса прямоугольного резания и натурный эксперимент прямоугольного свободного резания образцов с углами направленности волокон 0°, 45°, 90°, 135° при углах ориентации режущей кромки относительно волокна 0°, 45°, 90°. Определены углы направленности волокон, способствующие наибольшему и наименьшему дефектообразованию. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36678In this article the analysis of the existing data on the orientation of the fibers and influence of this parame...

В ходе экспериментальных исследований было выполнено сверление цилиндрических отверстий диаметром... more В ходе экспериментальных исследований было выполнено сверление цилиндрических отверстий диаметром 10 мм в пакете углепластик / титановый сплав (высота пакета – 10 мм) с использованием режимов обработки, отличающихся значениями скорости резания V (15 – 65 м/мин) и подачи S (0,02 – 0,08 мм/об). Обработка каждого из ряда отверстий выполнялась с использованием новых значений режимов резания и нового сверла (материал режущей части – однокарбидный твердый сплав VHM с износостойким покрытием), что позволило исключить влияние износа инструмента на измеряемые параметры. Измерение температуры резания выполнялось на вращающемся сверле методом искусственной термопары K-типа

Композиционные материалы (КМ) и в частности углепластики (волокнистые полимерные композиционные м... more Композиционные материалы (КМ) и в частности углепластики (волокнистые полимерные композиционные материалы (ВПКМ)), все чаще приходят на смену сталям, металлическим сплавам и другим традиционным конструкционным материалам в авиа-, автомобилестроении, энергетике, военно-промышленном комплексе

Предмет дослідження - автоматизований синтез і обробка на високоавтоматизованому обладнанні з ЧПК... more Предмет дослідження - автоматизований синтез і обробка на високоавтоматизованому обладнанні з ЧПК при виготовлення верстатних пристроїв і різальних інструментів. Методи дослідження - основи технології машинобудування, основні положення теорії різання, метод скінчених елементів

Объектом исследования являются процессы механической обработки от- верстий в смешанных пакетах ко... more Объектом исследования являются процессы механической обработки от- верстий в смешанных пакетах композиционный материал/метал. Целью проекта является разработка научных основ повышения ресурса осевого инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов при обра- ботке отверстий в слоистых армированных композиционных материалах (САКМ) и смешанных пакетах «САКМ-металл». Методы исследования - математическое моделирование рабочих процессов с использованием натурных экспериментальных исследований. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3253

Целью работы было: изучение основных принципов технологии машиностроения, теоретической механики,... more Целью работы было: изучение основных принципов технологии машиностроения, теоретической механики, электротехники, создание физической модели руки человека. Актуальность работы заключается в необходимости, для молодого специалиста инженерного профиля, понимать и применять на практике основные принципы технологии машиностроения и теоретической механики. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3088

Видання складається з п’яти розділів. Перший присвячений уведенню в дисципліну, описанню її місця... more Видання складається з п’яти розділів. Перший присвячений уведенню в дисципліну, описанню її місця в інших дисциплінах підготовки студентів та огляду загальних відомостей про сучасні технології виробництва деталей машин. Другий дозволяє одержати інформацію щодо прогресивних методів оброблення деталей складної конфігурації на верстатах токарної групи. У третьому розглянуті методи оброблення деталей насосного обладнання складної конфігурації на верстатах фрезерної групи. Четвертий ознайомлює із сучасними досягненнями науки й техніки в галузі оброблення конструкційних матеріалів. У п’ятому запропоновано практичну частину, виконувану на комп’ютерному симуляторі на верстатах із ЧПК токарної та фрезерної груп. Кожний розділ охоплює достатню кількість якісного графічного й текстового матеріалу

Proceedings of the 2nd EAI International Conference on Management of Manufacturing Systems, 2018

Current article was devoted to FEM modelling of damages machined surface of unidirectional CFRP (... more Current article was devoted to FEM modelling of damages machined surface of unidirectional CFRP (carbon fiber reinforced plastic). Modelling was performed on micromechanical level. Based on the proposed spatial arrangements of fibers relative to the cutting edge and the direction of main motion to convert 3D-process of drilling CFRP in 2D-equivalent orthogonal cutting. During numerical simulation, it was found that the angle of fibers orientation affects the average value of cutting force, amplitude of oscillation and depth of damage at the machined surface. The smallest impact on machined surface damage was detected at samples with angle of fiber orientation θ = 45°, which was proved in experimental study.

Materials, 2022

Drilling of Carbon Fiber-Reinforced Plastic/Titanium alloy (CFRP/Ti) stacks represents one of the... more Drilling of Carbon Fiber-Reinforced Plastic/Titanium alloy (CFRP/Ti) stacks represents one of the most widely used machining methods for making holes to fasten assemblies in civil aircraft. However, poor machinability of CFRP/Ti stacks in combination with the inhomogeneous behavior of CFRP and Ti alloy face manufacturing and scientific community with a problem of defining significant factors and conditions for ensuring hole quality in the CFRP/Ti alloy stacks. Herein, we investigate the effects of drilling parameters on drilling temperature and hole quality in CFRP/Ti alloy stacks by applying an artificial neuron network (ANN). We varied cutting speed, feed rate, and time delay factors according to the factorial design L9 Taguchi orthogonal array and measured the drilling temperature, hole diameter, and out of roundness by using a thermocouple and coordinate measuring machine methods for ANN analysis. The results show that the drilling temperature was sensitive to the effect of stac...

This paper presents tool wear study based on the drilling experiment of CFRP/ steel stack. The mo... more This paper presents tool wear study based on the drilling experiment of CFRP/ steel stack. The most common problems of CFRP/metal stacks machining are CFRP delamination, fiber pull-out, thermal degradation and intensive tool wear. Last decade such parameters of CFRP/metal stacks drilling as axial force and torque are in the focus of researches. However, the cutting temperature in the drilling process of CFRP/metal stack and its influence on drill bit wear is still not fully gained at the present time. The purpose of current study is to investigate the effect of cutting temperature on the tool life of carbide drill. The temperature was measured with K type thermocouple which was embedded on the flank surface of the drill. Axial force was measured with dynamometer. Data of cutting temperature and axial force was digitalized with analog-digital converter (ACD) and visualized on personal computer (PC). The dominating tool wear mode when drilling CFRP/steelwas flank wear which was measured with optical microscope. The experimental study of cutting temperature effect on the tool wear of carbide drill was established. It was found that the most unfavorable combination of stack materials in the conditions of drill wear is CFRP/metal.

The carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are widely used in stacks with metals. That allows obt... more The carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are widely used in stacks with metals. That allows obtaining components with high strength and reduces weight. Holes' drilling is a basic operation of CFRP/ metal and metal /CFRP stacks machining. The most common problems of CFRP/metal stacks drilling are CFRP delamination, fiber pullout, thermal degradation and low quality of hole surface. In this study the effect of cutting temperature on the hole quality was provided. It was experimentally established that drilling of CFRP/metal stack was accompanied with a significant change of cutting temperature in the cutting zone during the transition of drill from CFRP to metal plate.

Journal of Materials Research and Technology, 2023

Proceedings of the 2nd EAI International Conference on Management of Manufacturing Systems, 2018

Materials, 2022