Офіційний веб сайт

Термомеханічна поведінка кусково-однорідних термочутливих тіл за складного термосилового навантаження

м37

Представлено Інститутом прикладних проблем механіки і математики імені Я.С.Підстригача НАН України.

Автори: к.ф.-м.н. Горун О.П., Бурик О.О.

Метою роботи є розробка числової методики визначення і дослідження параметрів термомеханічного стану конструкцій складної геометричної форми та структури за інтенсивного термосилового навантаження та розробка методики аналітичного визначення нестаціонарних температурних полів та зумовлених ними квазістатичних напружень і переміщень у плоскошаруватих (трискладових) термочутливих тілах.

Наукова новизна проведених досліджень полягає в побудові з використанням методу скінченних елементів та однокрокових різницевих алгоритмів числової методики визначення та дослідження термомеханічного стану анізотропних тіл складної геометричної форми та структури за підвищених температур та інтенсивного силового навантаження з урахуванням температурної залежності характеристик матеріалів від температури та пружно-пластичного характеру деформування.

Розроблено програмне забезпечення і досліджено термомеханічну поведінку будівельних конструкцій під час пожежі, структурно-неоднорідних елементів ракетної техніки з композитних матеріалів за інтенсивного силового навантаження та високоградієнтного нерівномірного нагріву до надвисоких температур, а також захисних оболонок термоелектричних перетворювачів різних типорозмірів, які захищають чутливі елементи від руйнівного впливу вимірювального середовища.

Використання уточнених математичних моделей і методів надало можливість отримати адекватніші оцінки вогнетривкості будівельних конструкцій, коефіцієнти запасу міцності елементів ракетної техніки і енергетичного обладнання та їхнього експлуатаційного ресурсу.

Кількість публікацій: 36, у т.ч. за тематикою роботи монографія (видана за кордоном), 13 статей, 22 тези доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 10 (згідно з базою даних Google Scholar), h-індекс = 2.

Надіслати коментар

Коментарі

Пастернак Ярослав Михайлович

У сучасній техніці широко використовують шаруваті елементи та конструкції складної геометричної форми та просторової структури матеріалу, які при виготовленні чи експлуатації можуть зазнавати впливу комплексного навантаження, зокрема, термосилового. За високотемпературної теплової дії їх теплофізичні характеристики можуть істотно залежати від температури, що потрібно враховувати при дослідженні теплової та механічної поведінки таких об’єктів. При цьому не менш важливим є врахування умов взаємодії з середовищем, зокрема, теплового випромінювання.

У даному циклі наукових праць для врахування термосилового навантаження та його впливу на властивості матеріалу і напружений стан конструкцій розроблено методику визначення і дослідження термомеханічного стану структурно-неоднорідних анізотропних тіл складної геометричної форми за дії високоградієнтних нестаціонарних температурних полів та інтенсивного силового навантаження. В її основі лежить тривимірний підхід та використання методу скінченних елементів і однокрокових багатопараметричних різницевих алгоритмів. Температурне поле в тілі описує нестаціонарне рівняння теплопровідності, а процеси деформування – співвідношення теорії неізотермічного термопружно-пластичного течіння. При цьому враховується температурна залежність теплофізичних і фізико-механічних характеристик та пружно-пластичного характеру деформування. Отримано розв’язки важливих класів задач про визначення та дослідження термомеханічної поведінки елементів конструкцій під час пожежі та з’ясовані чинники, які впливають на оцінку вогнетривкості конструкцій.

Також створено методику визначення та дослідження нестаціонарного температурного поля та зумовлених ним напружень і переміщень у трискладових термочутливих тілах з плоско-паралельними поверхнями поділу для широкого діапазону зміни товщин складових за різної теплової дії, втім і з урахуванням теплового випромінювання. В основі цієї методики лежить використання функції Гріна лінійної нестаціонарної задачі теплопровідності у вигляді функціональних рядів. Отримано нові інтегральні подання розв’язків відповідних задач.

З огляду на це вважаю, що тема циклу є актуальною, отримані в роботі результати та розроблена методика мають вагоме практичне та теоретичне значення, а автори О.О. Бурик та О.П. Горун заслуговують присудження щорічної премії Президента України для молодих вчених у 2018 році.

Завідувач кафедри технічної механіки Луцького національного технічного університету, доктор фіз.-мат. наук, доцент Пастернак Я.М.

Мусій Р. С., д. ф.-м. н., проф., проф. каф. ВМ, НУ "ЛП"

Зростання вимог до експлуатаційних та міцнісних параметрів вузлів і елементів сучасної техніки, зокрема, у плоскошаруватих та пружно-пластичних структурно-неоднорідних твердих тілах, зумовлює проведення досліджень їх термомеханічної поведінки з урахуванням температурної залежності (термочутливості) фізико-механічних характеристик (ФМХ) та теплового випромінювання. Проблема математичного моделювання термопружного стану відповідних елементів конструкцій становить актуальну задачу, що є важливою як з точки зору інженерних застосувань, так і з точки зору розвитку математичних методів розв’язання відповідних крайових задач термопружності.
Представлений цикл робіт виконано на високому науковому рівні, а праці молодих учених опубліковані у відомих рейтингових виданнях. Тому підтримую висунення циклу праць на здобуття премії Президента України для молодих вчених за 2018 р.

Ярослав Жук, завідувач кафедри теоретичної та прикладної мех

Робота, яка висувається на премію, присвячена вирішенню актуальних задач, що виникають при експлуатації твердих деформівних багатошарових тіл та тіл, складної геометричної форми і структури за умов інтенсивного термосилового навантаження з урахуванням температурної залежності властивостей матеріалу, нелінійного характеру деформування, складних умов теплообміну із зовнішнім середовищем.
Можна чітко виділити дві частини роботи. В одній сформульовано варіант математичної моделі кількісного опису термомеханічних процесів у тривимірних анізотропних структурно-неоднорідних твердих тілах складної геометричної конфігурації за інтенсивного термосилового навантаження з урахуванням просторової структури матеріалів, температурної залежності їхніх характеристик і пружно-пластичного деформування, розроблено числову методику розв’язування запропонованих задач математичної фізики та створено відповідне програмне забезпечення для комп’ютерного моделювання процесів деформування розглядуваних тіл за термосилового навантаження. Друга частина присвячена розробці методики розв’язання нестаціонарних задач теплопровідності та відповідних квазістатичних задач термопружності для трискладових термочутливих тіл, зокрема з окремими тонкими шарами, без та з урахуванням теплового випромінювання з використанням функції Гріна лінійної нестаціонарної задачі теплопровідності для трискладового простору у вигляді функціональних рядів.
Значна увага приділена верифікації отриманих результатів. Отримано низку часткових випадків знайдених розв’язків. Проведено велику кількість числових досліджень. Зважаючи на наведені в роботі результати та кількість публікацій в фахових рейтингових виданнях, вважаю, що автори цього циклу заслуговують на присудження Премії Президента України для молодих вчених у 2018 році.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.