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 hydrodynamic and tribological characteristics of a sucker-rod pump valve assembly with a modified seat equipped with a turbulizer are investigated. The study aims to extend service life by controlling the flow structure and reducing contact loads in the ball–seat pair. A combined approach is employed, integrating computational fluid dynamics (CFD) simulations with physical experiments. The results show that an increase in turbulence intensity does not lead to a proportional improvement in performance due to energy dissipation; however, an optimal turbulizer geometry is identified that ensures directed swirl flow and efficient transfer of angular momentum. It is established that the theoretical number of ball rotations in oil is 24 over 5 s, whereas the experiment conducted in water yields 30 rotations over the same period, which is attributed to viscosity effects. An empirical relationship is proposed to describe transitions between the “free flow,” “flow with ball,” and “turbulized flow” regimes, taking into account the rheological properties of the fluid; the validity of the model is confirmed by computational experiments. It is demonstrated that reducing contact forces is a more critical factor than maximizing hydraulic efficiency.

В данной статье представлены результаты исследований динамики и динамических характеристик ротора центробежного насоса, установленного в подшипниковых опорах, в различных рабочих режимах. Применяемые в транспортной инженерии центробежные насосы представляют собой интерес с точки зрения повышения их качества работы, эффективности и эксплуатационной надежности. Ряд научных исследований посвящен проблемам динамических процессов, происходящих при работе насосов; разработке компьютерных моделей для исследования динамических напряжений и вибраций основных деталей насоса - корпуса и рабочего колеса двойного всасывания. В качестве ротора выступает вал, на котором установлена основная деталь насоса – рабочее колесо. Опорами приняты подшипниковые узлы, установленные с двух сторон колеса, в целом, динамическая система представлена как ротор с опорными узлами в виде подшипников. Возникающие при работе насосов, кавитационные процессы способствуют возникновению пульсаций давления в жидкости и при этом, вызывают колебания в динамической системе в целом. Приведены результаты исследования динамических характеристик центробежного насоса с использованием теории колебаний и анализа в частотной области, метода численного моделирования. Результаты показали, что вибрационные процессы в роторе зависят от геометрии подшипниковых опор, балансировки ротора и рабочих характеристик насоса. Ключевые слова: центробежный насос, динамика ротора, вибрации, подшипниковые опоры, компьютерное моделирование.