1 Научная группа профессора Д.В.Бреславского

В настоящее время в состав группы профессора Д.В. Бреславского входят доценты к.т.н. О.А. Татаринова, к.т.н. Ю.Н. Корытко, старший преподаватель, к.т.н. И.В. Наумов, аспирант В.А. Метелев, магистрант С.А. Пащенко, студенты младших курсов.

За последнее десятилетие научные исследования проводились магистрантами и аспирантами Д.В. Бреславского, многие из которых после защиты кандидатских диссертаций продолжают работу на кафедре систем и процессов управления.

Продолжаются исследования в созданном Д.В. Бреславскимсовместно с О.К. Морачковским научном направлении, в области циклической ползучести материалов и конструкций.

В кандидатской диссертации О.А. Татариновой «Разработка расчетного метода оценивания долговечности циклически нагруженных неосесимметричных тонкостенных элементов конструкций» предложены новые уравнения состояния высокотемпературной ползучести и разрушения материалов при совместном действии статических и циклических нагрузок. Рассмотрены случаи совместного действия относительно медленно меняющихся нагрузок, отвечающих циклам функционирования двигателей ракетно-космической техники – включению, выходу на режим, форсажу и выключению, и быстрых, связанных с вибрацией. На базе метода конечных элементов (МКЭ) создан метод расчета, алгоритмическое и программное обеспечение для расчетов ползучести и повреждаемости тонкостенных оболочечных конструкций. Решены задачи ползучести камер сгорания газотурбинных и жидкостных реактивных двигателей.

Ю.Н. Корытко в своей диссертационной работе «Разработка метода расчета долговечности элементов конструкций при периодическом изменении температур и напряжений» использовала асимптотические методы и осреднение на периоде температурных циклов для получения определяющих уравнений, отражающих влияние циклических нагревов и охлаждений на ползучесть и длительную прочность материалов. В работе на базе МКЭ разработан метод расчета элементов конструкций, расчетные схемы которых отвечают двумерным задачам теории ползучести. Решены практические задачи ползучести и разрушения труб теплообменников, лопаток ГТД, длительной прочности выгородки активной зоны ядерного реактора ВВЭР-1000 при радиационной ползучести ее материала. В последнее время созданные Д.В. Бреславским и Ю.Н. Корытко методы и программы расчета развиваются аспирантом кафедры В.А. Метелевым.

Второе направление исследований группы Д.В. Бреславского – это длительная прочность элементов конструкций при динамическом и ударном нагружении. В исследованиях, выполненных Н.В. Ширяевой в диссертационной работе «Разработка методов расчета нелинейных колебаний и долговечности лопастей и лопаток паровых и ветряных турбин» установлено влияние колебаний лопаток ГТД с большими амплитудами (нелинейных колебаний) на их длительную многоцикловую усталостную прочность.

А.В. Онищенко и И.В. Наумовым изучались задачи динамической прочности пластин при ударном нагружении. А.В. Онищенко с использованием метода, предложенного в работах В. Гольдсмита иА.П. Филиппова, получены уравнения, описывающие движение прямоугольной пластины, изготовленной из ортотропного материала, при ее ударном нагружении твердым телом. Использован численно-аналитический метод решения задачи, причем краевая задача решается аналитически, а начальная – численно. Полученное распределение напряженно-деформированного состояния используется для оценки уровня поврежденности в слоях пластины при повторных ударах.

И.В. Наумовым в диссертационной работе «Экспериментальные и расчетные исследования динамических процессов в конструктивных элементах аппаратуры при ударе и пробивании» решена важная практическая задача оценивания ударной прочности компьютерных носителей информации – накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД). Рассмотрено устройство для предотвращения несанкционированного доступа к информации, записанной на жестких дисках, уничтожающее их с помощью одного или нескольких механических ударов. Спроектирован и изготовлен экспериментальный комплекс для исследования поведения тонкостенных конструкций при ударном нагружении, проведен цикл опытов по ударному деформированию стальных и алюминиевых пластин. Создан расчетно-экспериментальный метод, позволяющий определить необходимое количество ударов для разрушения компьютерных дисков и НЖМД в сборе.

Специализация кафедры во многом определила тематику научных исследований группы, выполняемых по научным темам бюджетного финансирования. В 2007-2009 годах Д.В. Бреславским иО.А. Татариновой проведено исследование совместного влияния космической радиации во внешнем электронном поясе Земли и теплового поля, периодически изменяющегося вследствие вращения спутника, на длительную прочность элементов приборов.

В 2010-2012 годах в рамках работ по научной теме «Разработка методов обеспечения ресурса элементов конструкций и систем управления КЛА» созданные ранее в работах Д.В. Бреславского,О.К. Морачковского, О.А. Татариновой и Ю.Н. Корыткоопределяющие уравнения, описывающие ползучесть при циклическом изменении температур и напряжений, были адаптированы для использования в расчетах ответственных конструктивных элементов летательных аппаратов. Проведены расчеты прочности корпусов ЛА. С помощью методов расчета, разработанных Д.В. Бреславским,А.В. Онищенко и И.В. Наумовым, выполнена расчетная оценка динамики и разрушения панелей летательных аппаратов при ударных нагрузках. Д.В. Бреславским, К.Ю. Счастливцем и С.А. Пащенковыполнены исследования нестационарных тепловых режимов приборов, созданных на базе волоконно-оптических гироскопов и устанавливаемых на космических летательных аппаратах.

Третье направление работы группы – разработка программного обеспечения для расчетов, выполняемых с помощью метода конечных элементов (МКЭ). Сотрудниками группы созданы три исследовательских программных комплекса, реализующих этот метод. Это –

  1. решение двумерных задач ползучести и повреждаемости;
  2. решение задач ползучести и повреждаемости для тонких неосесимметричных оболочек;
  3. решение задач нестационарной теплопроводности, ползучести и повреждаемости в трехмерной постановке.

Кроме основных, разработаны программы решения задач собственных и вынужденных колебаний для неосесимметричных оболочек и в двумерной постановке. Для каждого комплекса разработаны препроцессорные и постпроцессорные программы. В их создании принимают участие студенты старших курсов специальностей «Прикладная математика» и «Информатика». П.Н. Лысаком (И-23A) иЕ.В. Золотько (И-24Б) в ходе работы над бакалаврскими и дипломными проектами под руководством профессора Д.В. Бреславского разработаны компьютерные программы — препроцессоры конечноэлементных расчетов. Разработанная П. Лысаком на языке java программа позволяет генерировать двумерные конечно-элементные сетки фигур сложной геометрии для проведения последующих исследований их прочности.

На разработанную в соавторстве с П.Н. Лысаком программу получено свидетельство об авторском праве.

Препроцессор для двумерных задачПрепроцессор для двумерных задач

Программа Е.В. Золотько представляет собой интерфейс пользователя программного средства для моделирования ползучести и длительной прочности тонкостенных элементов конструкций ракетно-космической техники, включающий подсистемы ввода исходных данных, генерации конечноэлементной сетки и визуализации результатов расчетов.

Интерфейс пользователя программного средства SCCИнтерфейс пользователя программного комплекса SCC

Генерация конечноэлементной сетки в SCCГенерация конечноэлементной сетки в SCC

Визуализация расчетов в SCCВизуализация расчетов в SCC

Д. Ермаковым (И-22Б) и С. Пащенко (И-29Ам) проводятся работы по созданию сервисных программ для конечноэлементного разбиения призматических тел и графического отображения результатов расчетов.

Конечноэлементное разбиение телаКонечноэлементное разбиение тела

Графическое отображение результатов расчетаГрафическое отображение результатов расчета

Другим направлением использования информационных технологий является разработка СУБД и самих баз данных физико-механических свойств конструкционных материалов. В настоящее время созданный и размещенный для свободного доступа web-портал «Марочник стали и сплавов» (www.splav-kharkov.com) насчитывает более 1500 марок материалов. На страницах «Марочника» инженеры и ученые имеют возможность ознакомиться с химическим составом материала, механическими, теплофизическими, физическими и технологическими свойства материалов и использовать их в своей расчетной практике.

Основные научные публикации за последние годы:

  1. D.V. Breslavsky, O.K. Morachkovs’kyi, O.A. Tatarinova/ High-temperature creep and long-term strength of structural elements under cyclic loading// Strength of Materials. – Vol. 40, №5 – 2008. – P. 531-537.
  2. D. Breslavsky, I. Naumov, A. Onyshchenko/ Numerical and experimental investigations of fracture in thin-walled structures at impact loading. // Nonlinear dynamics — 2010: proceedings of the Third International Conference, September 21-24, 2010. – Kharkov: NTU «KhPI». — 2010. – P. 278-283.
  3. D. Breslavsky, Yu. Korytko, O. Morachkovsky. High temperature creep and damage accumulation in cyclically loaded axisymmetrical bodies of revolution / // Nonlinear dynamics — 2010: proceedings of the Third International Conference, September 21-24, 2010. – Kharkov: NTU «KhPI». — 2010. – P. 467-472.
  4. D. Breslavsky, O. Morachkovsky, N. Shyriaieva. Nonlinear vibrations and long-term strength of turbine blades // Nonlinear dynamics — 2010: proceedings of the Third International Conference, September 22-24, 2010. – Kharkov: NTU «KhPI», 2010. – P. 272-277.
  5. D. Breslavsky, A. Chuprynin, O. Tatarinova. Creep damage behavior of thin shells subjected to cyclic loading // Nonlinear dynamics — 2010: proceedings of the Third International Conference, September 22-24, 2010. – Kharkov: NTU «KhPI», 2010. – P. 461-466.
  6. D.V. Breslavs’kyi, Yu.M. Korutko, O.K. Morachkovs’kyi. Cyclic Thermal Creep Model for the Bodies of Revolution//Strength of Materials, (Springer). Vol. 43, No. 2, March 2011, p.p.134-143.
  7. E.A. Breslavskaya, D.V. Breslavsky. Іnternet-portal «Database of Steels and Alloys» as an efficient tool in engineering// CIS Iron & Steel Review 2011, #1, pages 12-15.
  8. D. Breslavsky, O. Morachkovsky. Creep damage processes in cyclically loaded structural members/ Proc. of First Int. Conf. on Damage Mechanics ICDM1, Belgrade, June 25-27, 2012. – Belgrade: Serbian Chamber of Engineers : Faculty of Civil Engineering, 2012. – P.69-72.
  9. D. Breslavsky, O. Galas. Analysis of beam flexural oscillations considering high temperature creep of its material // Nonlinear dynamics — 2013: proceedings of the Foutrh International Conference, Sevastopol, June 19-22, 2013. – Kharkov: «Tochka», 2013. – P. 375-378.
  10. D. Breslavsky, Yu. Korytko, V. Mietielov, O. Morachkovsky,O. Tatarinova. Numerical calculations of creep damage at cyclic loading by use of tensor damage parameter model// Nonlinear dynamics — 2013: proceedings of the Foutrh International Conference, Sevastopol, June 19-22, 2013. – Kharkov: «Tochka», 2013. – P. 379-384.
  11. D. Breslavsky, I. Naumov, V. Konkin, G. Lysachuk. Impact failure properties of circular glass and composite plates and numerical simulation of their dynamical behavior// Nonlinear dynamics — 2013: proceedings of the Foutrh International Conference, Sevastopol, June 19-22, 2013. – Kharkov: «Tochka», 2013. – P. 375-378.
  12. D.V. Breslavsky, O. Morachkovsky, O. Tatarinova. Creep and damage in shells of revolution under cyclic loading and heating// International Journal of Nonlinear Mechanics. # 66, 2014. – P.87-95.

 

Комментирование запрещено