1 наукова група професора Д.В.Бреславського

Науковий напрямок групи професора Д. В. Бреславського – це нелінійна механіка деформованого твердого тіла, зокрема – повзучість і довготривала міцність матеріалів та елементів конструкцій при температурах та навантаженнях, які статично та циклічно змінюються Група працює в тісному контакті з науковим напрямком професора О.К. Морачковського, завідувача кафедри теоретичної механіки інженерно-фізичного факультету.

В даний час до складу групи Д. В. Бреславського входять доценти к.т.н. О.А.Татарінова, к.т.н. Ю.М.Коритко, старший викладач к.т.н. І.В.Наумов, аспіранти В.О. Мєтєльов, С.О.Пащенко та А.В. Козлюк, студенти молодших курсів.

За останнє десятиліття наукові дослідження проводилися магістрантами та аспірантами Д.В. Бреславського, багато з яких після захисту кандидатських дисертацій продовжують роботу на кафедрі систем і процесів управління.

Тривають дослідження у створеному Д.В.Бреславським спільно з О.К. Морачковським науковому напрямку в області циклічної повзучості матеріалів та конструкцій.

У кандидатській дисертації О.А. Татарінової «Розробка розрахункового методу оцінювання довговічності циклічно навантажених неосесиметричних тонкостінних елементів конструкцій» запропоновані нові рівняння стану високотемпературної повзучості та руйнування матеріалів при спільній дії статичних і циклічних навантажень. Розглянуто випадки спільної дії навантажень, які відносно повільно змінюються та відповідають циклам функціонування двигунів ракетно-космічної техніки – включенню, виходу на режим, форсажу та виключенню, й швидких навантажень, пов’язаних з вібрацією. На базі методу скінченних елементів (МСЕ) створений метод розрахунку, алгоритмічне та програмне забезпечення для розрахунків повзучості та пошкоджуваності тонкостінних оболонкових конструкцій. Вирішені задачі повзучості камер згоряння газотурбінних і рідинних реактивних двигунів.

Ю.М. Коритко у своїй дисертаційній роботі «Розробка методу розрахунку довговічності елементів конструкцій при періодичній зміні температур та напружень» використовувала асимптотичні методи та усереднення на періоді температурних циклів для отримання визначальних рівнянь, що відображають вплив циклічних нагрівань та охолоджень на повзучість тадовготривалу міцність матеріалів. У роботі на базі МСЕ розроблено метод розрахунку елементів конструкцій, розрахункові схеми яких відповідають двовимірним задачам теорії повзучості. Вирішені практичні задачі повзучості й руйнування труб теплообмінників, лопаток ГТД, тривалої міцності вигородки активної зони ядерного реактора ВВЕР-1000 при радіаційної повзучості її матеріалу. Останнім часом створені Д.В. Бреславським і Ю.М. Коритко методи та програми розрахунку розвиваються аспірантом кафедри В. А. Метельовим.

Другий напрямок досліджень групи Д.В. Бреславського – це довготривала міцність елементів конструкцій при динамічному та ударному навантаженні. У дослідженнях, виконаних Н. В. Ширяєвоюв дисертаційній роботі «Розробка методів розрахунку нелінійних коливань та довговічності лопатей і лопаток парових і вітряних турбін» встановлено вплив коливань лопаток ГТД з великими амплітудами (нелінійних коливань) на їх довготривалу багатоциклову втомну міцність.

А.В. Онищенко та І.В. Наумовим вивчалися задачі динамічної міцності пластин при ударному навантаженні. А.В. Онищенко з використанням методу, запропонованого в роботах В. Гольдсміта та А.П.Філіппова, отримані рівняння, які описують рух прямокутної пластини, виготовленої з ортотропного матеріалу, при її ударному навантаженні твердим тілом. Використано чисельно-аналітичний метод розв’язання задачі, причому крайова задача вирішується аналітично, а початкова – чисельно. Отриманий розподіл напружено-деформованого стану використовується для оцінки рівня пошкоджуваності в шарах пластини при повторних ударах.

І.В. Наумовим в дисертаційній роботі «Експериментальні та розрахункові дослідження динамічних процесів в конструктивних елементах апаратури при ударі і пробиванні» вирішена важлива практична задача оцінювання ударної міцності комп’ютерних носіїв інформації – накопичувачів на жорстких магнітних дисках (НЖМД). Розглянуто пристрій для запобігання несанкціонованого доступу до інформації, записаної на жорстких дисках, який знищує їх за допомогою одного або декількох механічних ударів. Спроектований і виготовлений експериментальний комплекс для дослідження поведінки тонкостінних конструкцій при ударному навантаженні, проведено цикл дослідів з ударного деформування сталевих та алюмінієвих пластин. Створено розрахунково-експериментальний метод, що дозволяє визначити необхідну кількість ударів для руйнування комп’ютерних дисків та НЖМД в зборі.

Спеціалізація кафедри багато в чому визначила тематику наукових досліджень групи, які виконуються з наукових тем бюджетного фінансування. У 2007-2009 роках Д. В. Бреславським та О. А. Татаріновою проведено дослідження спільного впливу космічної радіації у зовнішньому електронному поясі Землі й теплового поля, що періодично змінюється внаслідок обертання супутника, на довготривалу міцність елементів приладів.

У 2010-2012 роках в рамках робіт за науковою темою «Розробка методів забезпечення ресурсу елементів конструкцій і систем управління КЛА» створені раніше в роботах Д. В. Бреславського, О. К. Морачковського, О. А. Татариновою та Ю.М. Коритко визначальні рівняння, які описують повзучість при циклічній зміні температур й напружень, були адаптовані для використання в розрахунках відповідальних конструктивних елементів літальних апаратів. Проведено розрахунки міцності корпусів ЛА. За допомогою методів розрахунку, розроблених Д. В. Бреславським, А. В. Онищенко та І. В. Наумовим, виконана розрахункова оцінка динаміки й руйнування панелей літальних апаратів при ударних навантаженнях. Д.В.Бреславським, К.Ю.Счастлівцем і С.О.Пащенко виконані дослідження нестаціонарних теплових режимів приладів, створених на базі волоконно-оптичних гіроскопів і встановлюваних на космічних літальних апаратах.

Третій напрямок роботи групи – розробка програмного забезпечення для розрахунків, які виконуються за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ). Співробітниками групи створені три дослідних програмних комплекси, що реалізують цей метод. Це –

  1. Розв’язання двовимірних задач повзучості та пошкоджуваності;
  2. Розв’язання задач повзучості та пошкоджуваності для тонких неосесиметричних оболонок;
  3. Розв’язання задач нестаціонарної теплопровідності, повзучості та пошкоджуваності в тривимірній постановці.

Крім основних, розроблені програми розв’язання задач власних та вимушених коливань для неосесиметричних оболонок й в двовимірній постановці. Для кожного комплексу розроблено препроцесорні та постпроцесорні програми. В їх створенні беруть участь студенти старших курсів спеціальностей «Прикладна математика» та «Інформатика». П.М.Лисаком (І-23А) і Є.В.Золотько (І-24Б) в ході роботи над бакалаврськими та дипломними проектами під керівництвом професора Д.В.Бреславського розроблені комп’ютерні програми – препроцесори скінченнолементних розрахунків. Розроблена П.Лисаком на мові java програма дозволяє генерувати двовимірні скінченноелементні сітки фігур складної геометрії для проведення подальших досліджень їх міцності.

На розроблену в співавторстві з П.М.Лисаком програму отримано свідоцтво про авторське право.

Препроцессор для двумерных задачПрепроцесор для двовимірних задач

Програма Є.В.Золотько являє собою інтерфейс користувача програмного засобу для моделювання повзучості тадовготривалої міцності тонкостінних елементів конструкцій ракетно-космічної техніки, що включає підсистеми введення вихідних даних, генерації скінченноелементної сітки (рис.) та візуалізації результатів розрахунків.

Д.Ермаковим (І-22Б) і С.Пащенко (І-29Ам) проводяться роботи по створенню сервісних програм для скінченноелементного розбиття призматичних тіл й графічного відображення результатів розрахунків.

Іншим напрямком використання інформаційних технологій є розробка СУБД й самих баз даних фізико-механічних властивостей конструкційних матеріалів. В даний час створений і розміщений для вільного доступу web-портал «Марочник сталі та сплавів» (www.splav-kharkov.com) налічує більше 1500 марок матеріалів. На сторінках «Марочнику» інженери і вчені мають можливість ознайомитися з хімічним складом матеріалу, механічними, теплофізичними, фізичними та технологічними властивостями матеріалів й використовувати їх у своїй розрахунковій практиці.

Основні наукові публікації за останні роки:

  1. 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.OnyshchenkoNumerical and experimental investigations of fracture in thin-walled structures at impact loading. // Nonlineardynamics – 2010: proceedingsoftheThirdInternationalConference, September 21-24, 2010. – Kharkov: NTU ”KhPI”. – 2010. – P. 278-283.
  3. D.Breslavsky, Yu. Korytko, O. Morachkovsky. Hightemperaturecreepanddamageaccumulationincyclicallyloadedaxisymmetricalbodiesofrevolution / // Nonlineardynamics – 2010: proceedingsof theThirdInternationalConference, 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 // Nonlineardynamics – 2010: proceedingsof theThirdInternationalConference, 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 // Nonlineardynamics – 2010: proceedingsof theThirdInternationalConference, September 22-24, 2010. – Kharkov: NTU ”KhPI”, 2010. – P. 461-466.
  6. 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. 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. Creepdamageprocessesincyclicallyloadedstructuralmembers/ Proc. ofFirstInt. Conf. onDamage Mechanics ICDM1, Belgrade, June 25-27, 2012. – Belgrade: Serbian Chamber of Engineers : Faculty of Civil Engineering, 2012. – P.69-72.
  9. D.Breslavsky,Galas. Analysis of beam flexural oscillations considering high temperature creep of its material // Nonlineardynamics – 2013: proceedingsof theFoutrhInternationalConference, Sevastopol, June19-22, 2013. – Kharkov: ”Tochka”, 2013. – P. 375-378.
  10. D.Breslavsky,Yu.Korytko,V.Mietielov, O.Morachkovsky, Tatarinova. Numerical calculations of creep damage at cyclic loading by use of tensor damage parameter model// Nonlineardynamics – 2013: proceedingsof theFoutrhInternationalConference, Sevastopol, June19-22, 2013. – Kharkov: ”Tochka”, 2013. – P. 379-384.
  11. D.Breslavsky, I.Naumov, V.Konkin, G. Impact failure properties of circular glass and composite plates and numerical simulation of their dynamical behavior// Nonlineardynamics – 2013: proceedingsof theFoutrhInternationalConference, Sevastopol, June19-22, 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.

Comments are closed