LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Повзучість та пошкоджуваність осесиметричних конструктивних елементів машин

розв'язання початково-крайової задачі повзучості на ЕОМ: варіаційно-структурний метод теорії R-функцій (RFM) для знаходження точок стаціонарності змішаного варіаційного функціоналу, метод Рунге-Кута-Мерсона для чисельного інтегрування рівнянь стану повзучості, метод Гауса для розв'язання системи лінійних алгебраїчних рівнянь, методи Гауса і Сімпсона для чисельного інтегрування коефіцієнтів систем Рітца.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

- надано подальшого розвитку методам розрахунку конструкційної міцності та довговічності з урахуванням повзучості та пошкоджуваності осесиметричних конструктивних елементів машин, за рахунок математичної постановки задач повзучості просторових тіл, уперше запропонованої в роботі, на основі змішаного варіаційного функціоналу;

- створено, теоретично й чисельно обґрунтовано новий чисельно-аналітичний метод розв'язання задач повзучості осесиметричних конструктивних елементів машин, що заснований на сполученні чисельного методу продовження рішення за часом й аналітичного рішення варіаційної рівності для змішаного функціоналу на кроці часу варіаційно-структурним методом теорії R-функцій;

- створено програмні розробки для ЕОМ, які на новій теоретичній основі реалізують розрахунковий метод оцінки конструкційної міцності й довговічності осесиметричних конструктивних елементів технологічних та енергетичних машин, включаючи аналіз процесів повзучості та пошкоджуваності, визначення часу до руйнування;

- виконано дослідження з точності розв'язків, одержуваних на основі запропонованого методу розрахунку конструкційної міцності та довговічності з урахуванням повзучості та пошкоджуваності осесиметричних конструктивних елементів машин за рахунок використання, як апостеріорних оцінок точності розв'язків варіаційних рівностей по близькості значень функціоналів типу Рейснера, Кастіліано й Лагранжа в точках стаціонарності, так і даних про внутрішню збіжність розв'язків при варіюванні кількістю базисних функцій у структурах рішень і параметрами дискретизації просторової області й часу при інтегруванні;

- одержано практично важливі оцінки конструкційної міцності та довговічності поширених конструктивних елементів технологічних та енергетичних машин, встановлено закономірності впливу властивостей матеріалів на міцність двошарової матриці пристрою для пресування циліндрових брикетів із тугоплавких сполучень, процесів повзучості та пошкоджуваності на час до руйнування труб тиску, дисків і роторів турбін та зміну контактного тиску в ущільненнях для герметизації затворів.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення результатів, які одержані в дисертаційній роботі, полягає в запропонованому розрахунковому методі оцінки конструкційної міцності й довговічності осесиметричних елементів технологічних та енергетичних машин, що експлуатуються при високих тисках й повзучості, який можна використовувати в наукових та прикладних дослідженнях при проектуванні відповідальної авіаційної, космічної й реакторної техніки.

Результати роботи використано в НТУ "ХПІ" при виконанні держбюджетних науково-дослідних тем, координованих Міністерством освіти і науки України, та в Інституті фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій Національного наукового центру "Харківський фізико-технічний інститут" при обґрунтуванні вибору за умов міцності матеріалів матриці пристрою для пресування циліндрових брикетів із тугоплавких сполучень.

Особистий внесок здобувача. Основні результати, що надані в дисертації, одержано здобувачем особисто. Серед них: виконано математичні постановки задач повзучості та пошкоджуваності просторових тіл на базі змішаного варіаційного функціоналу; створено чисельно-аналітичний метод розв'язання нелінійних задач повзучості та пошкоджуваності конструктивних елементів машин, для реалізації якого застосоване програмне забезпечення; вирішено тестові приклади; проведено чисельні дослідження міцності матриці пристрою для пресування циліндрових брикетів із тугоплавких сполучень, довговічності при повзучості та пошкоджуваності дисків і роторів турбін, труб та кільцевих ущільнень; зроблено аналіз одержаних результатів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися, обговорювалися й одержали позитивну оцінку на міжнародних науково-технічних конференціях: "Фізичні та комп'ютерні технології в народному господарстві" (м. Харків, 2003 р.), "Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я" (м. Харків, 2003, 2004, 2005, 2006 р.), "Nonlinear Dynamics" (м. Харків, 2004 р.); на наукових семінарах кафедри теоретичної механіки НТУ "ХПІ" протягом 2002-2006 р.р.

Публікації. Основні наукові положення і результати досліджень по темі дисертаційної роботи опубліковано в 10 друкованих працях, серед яких 6 статей у фахових виданнях ВАК України, 2 статті в матеріалах Міжнародних науково-технічних конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків і додатків. Повний обсяг дисертації складає 142 сторінки, з них 115 сторінок основного тексту, 57 ілюстрацій по тексту й 18 ілюстрацій на 8 сторінках; 5 таблиць по тексту, 4 додатки на 8 сторінках і 107 найменувань використаних літературних джерел на 10 сторінках.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обґрунтовано актуальність, теоретичну та практичну цінність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження роботи, охарактеризовано новизну і практичну значимість наукових результатів, представлено дані про зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами, наведено інформацію про апробацію роботи та публікації основних результатів.

У першому розділі надано огляд літературних джерел по темі роботи. Відзначено праці вітчизняних та закордонних науковців, серед яких: Х. Альтенбах, І.А. Біргер, Дж. Бойл, М.І. Бобир, Д.В. Бреславський, А.В. Бурлаков, О.З. Галішин, В.П. Голуб, О.О. Золочевський, Л.М. Качанов, А.О. Лєбєдєв, Дж. Леметра, О.М. Локощенко, Г.І. Львов, М.М. Малінін, Д.Л. Марріот, М.С. Можаровський, О.К. Морачковський, С. Муракамі, К.В. Науменко, А.М. Підгорний, Ю.М. Работнов, О.В. Соснін, Дж. Спенс, С. Тайра, Ю.М. Теміс, Д. Хейхерст, Г.М. Хажинський, Дж.Л. Чебоша, Ю.М. Шевченко, С.О. Шестериков та інші.

Розглянуто визначальні рівняння, механізми руйнування матеріалів, для моделювання яких у рамках континуальної механіки вводиться скалярний параметр пошкоджуваності (суцільності), що раніше запропонований Л.М. Качановим й Ю.М. Работновим, та основні рівняння стану континуальної теорії повзучості й пошкоджуваності. Наведено основні методи досліджень повзучості та пошкоджуваності конструктивних елементів машин, де переважно застосовують чисельне розв'язання задач термоповзучості на основі методу скінчених елементів на базі