МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Предложена математическая модель многоуровневой фильтрации жидкого связующего в тканевом композите при RTM-методе изготовления. С помощью этой модели описана фильтрация на двух структурных уровнях: на макроскопическом уровне движения жидкого связующего по каркасу композитной конструкции и на микроскопическом уровне в рамках отдельной ячейки периодичности тканевого материала. Для численного решения обеих трехмерных задач фильтрации использован метод конечных элементов. Представленные результаты численного моделирования процесса фильтрации жидкого связующего в тканевом материале позволили выявить характерные особенности движения связующего. Разработанная модель многоуровневой фильтрации может служить основой для оптимизации технологических процессов изготовления элементов конструкций из композиционных материалов при использовании RTM-метода изготовления.

Представлены результаты разработок отечественной технологии создания противообледенительных систем обогрева воздухозаборных решеток, применяемых в судовых системах вентиляции и кондиционирования. Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы противообледенительной системы обогрева (ПСО). На основании климатических испытаний разработанной ПСО воздухозаборных решеток показано, что эта система полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям к эксплуатации в арктических условиях при температуре до –60 °С. Разработанная ПСО может быть использована для защиты от обледенения воздухозаборных решеток в составе судовых систем вентиляции ледоколов, подобных атомным ледоколам серии «Москва», предназначенных для эксплуатации в арктических условиях.

Предложен вариант метода асимптотического осреднения композиционных материалов с термоупругими характеристиками, позволяющий вычислять эффективные коэффициенты линейного теплового расширения (КЛТР) композитов. Сформулированы локальные задачи термоупругости на ячейке периодичности (ЯП) композитов. Дана вариационная формулировка задач термоупругости на ЯП, для численного решения которых применен метод конечных элементов. Для программной реализации этого метода использован программный комплекс, разработанный в Научно-образовательном центре «Симплекс» и на кафедре «Вычислительная математика и математическая физика» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Представлены примеры численного решения локальной задачи термоупругости для композиционного материала на основе керамических волокон и полимерной матрицы. Рассчитаны эффективные КЛТР композиционных материалов с пространственным расположением керамических волокон и полимерной матрицей при различных температурах. Показано, что наличие процессов термодеструкции полимерной матрицы при высоких температурах приводит к немонотонной зависимости КЛТР от температуры. Предложенный алгоритм позволяет вычислять КЛТР композитов практически с произвольными структурами армирования волокнами и матрицами, претерпевающими физико-химические превращения при высоких температурах. В отличие от большинства известных приближенных методов расчета КЛТР разработанный метод дает возможность находить точные в математическом смысле значения этих коэффициентов.

Рассмотрены интегрируемые случаи ограниченной задачи о поступательновращательном движении твердого тела (ядра) в полости гравитирующей несферичной и равномерно-вращающейся оболочки, при этом учитывалось только гравитационное взаимодействие тел. Получены канонические уравнения вращательного движения в переменных Эйлера и в переменных Андуайе. Изучены случаи интегрируемости указанной ограниченной задачи, когда ядро представляет собой осесимметричное твердое тело. Решение задачи при этом сведено к обращению простых квадратур и может быть представлено в эллиптических функциях. Эти исследования открывают новые возможности для изучения связей вынужденных относительных движений ядра и мантии небесных тел с вариациями природных процессов на планетах и спутниках. Динамические исследования системы мантия —жидкое ядро — твердое ядро Земли важны и актуальны для геодинамики и спутниковой геодезии и имеют большое значение при решении инженерных и прикладных задач микрогравитации, при изучении гравитационных взаимодействий и смещений блоков и приборов космической станции, а также для пространственно-временного обеспечения ее работы.

Предложен приближенный аналитический метод расчета времени плавления шугообразного криопродукта в торовой емкости при дренажном хранении. Рассмотрена задача о нахождении положения границы раздела между чистой жидкостью и шугой с учетом тепловых потоков со стороны стенок и области чистой жидкости. Принято, что область шуги изотермична и имеет температуру плавления твердой фазы, граница раздела шуга — плоская чистая жидкость, свободная поверхность жидкости неподвижна и имеет температуру насыщения при заданном давлении. Температура в области чистой жидкости распределена по линейному закону. Полученные приближенные соотношения позволяют оценить время плавления шугообразного криопродукта в емкости без детального расчета температурных полей в области чистой жидкости.

На отечественном рынке оборудования для поверхностного монтажа существует широкий спектр иностранных решений, позволяющих выполнять отдельные технологические операции по подготовке к монтажу, монтаж, пайку и т. п. Предлагаемый импортозамещающий комплекс должен обеспечить решение комбинированной задачи — подготовку радиоэлементов к монтажу и сам поверхностный монтаж. Комплекс имеет инновационное захватно-формовочное устройство, собственную систему управления и реализован на механизмах с параллельной кинематикой, что дает ему технологические преимущества.

Приведен расчет тонкопленочного термоэлектрического модуля, изготовляемого методом импульсного лазерного осаждения. Модуль представляет собой полиимидную подложку размерами 54?20?0,1 мм с осажденным на нее термоэлектрическим материалом на основе Bi2Te3. В результате расчета определяется необходимое число термопар для генерации модулем напряжения 3,6 В при перепаде температур 16 K.

Прочность адгезионной связи волокно — матрица является важной характеристикой при разработке высокопрочных армированных пластиков. Оценка адгезии армирующих волокон, в частности арамидных, к термопластичным матрицам с помощью существующих методик сопряжена с большой трудоемкостью приготовления образцов, и кроме того, требуются дополнительные приспособления для испытаний. Предлагаемый способ определения прочности адгезионной связи волокно — матрица основан на использовании адгезионной ячейки в виде узла из петли на микропластике, полученном пропиткой комплексной нити или жгута расплавом термопласта. При подготовке образцов реализуется возможность регулирования давления в зоне формирования адгезионного контакта поверхности волокна с расплавом матрицы. Испытания проводятся на стандартных разрывных машинах без дополнительных приспособлений, что важно для использования в лабораториях и учебных заведениях. На примере арамидной нити Кевлар и полисульфона показана экстремальная зависимость прочности адгезионной связи волокно — термопластичная матрица от времени контакта и температуры расплава.

Рассмотрены и проанализированы общие сведения о выборе покрытий и методов поверхностного упрочнения деталей пар трения. На основе общих рекомендаций по выбору поверхностных слоев материалов, учитывающих условия работы пар трения, проведен анализ режимов нагружения и подбор покрытий пары трения поршень — отверстия блока цилиндров аксиально-поршневой гидромашины. Установлено, что для рассматриваемой пары трения можно рекомендовать фторопластовое покрытие.

Рассмотрена возможность применения подшипников с автономной смазкой вместо подшипников жидкостного трения с циркуляционной смазкой. Проанализирован способ создания внутренней циркуляции смазки в смазочном слое высокоскоростных автономных подшипников. Представлены результаты гидродинамического и теплового расчетов таких подшипников. Обоснована необходимость и предложен способ создания насосного эффекта в смазочном слое автономного опорного подшипника.

Применение аддитивных технологий, в частности селективного лазерного плавления, очень перспективно для развития промышленности и медицины. Благодаря уникальным возможностям по выращиванию изделий сложной геометрии по компьютерной модели в сжатые сроки, данная технология представляет собой интерес во всем мире. Представлен разработанный экспериментальный стенд для реализации процесса селективного лазерного плавления. Приведены практические результаты по послойному выращиванию различных структур и изделий из металлического порошка.

Раскрыта актуальность и области применения вихревых регуляторов. Рассмотрено состояние вопроса на сегодняшний день по использованию и разработке вихревых регуляторов, приведена схема вихревого регулятора. По результатам анализа опубликованных данных и предварительного численного расчета течения газа в рабочей полости вихревого регулятора определены его геометрические параметры, разработана трехмерная модель. С применением аддитивных технологий изготовлен опытный образец вихревого регулятора и для проведения его испытаний подготовлен экспериментальный стенд.

Исследован технологический процесс обжима в сферическую матрицу и вытяжки сферическим пуансоном при изготовлении донной части баллонов высокого давления. Построены эпюры деформаций в различных частях детали при обжиме и вытяжке сферическим пуансоном. Установлено значение разнотолщинности для двух технологических способов изготовления. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами теоретических исследований и данными, полученными в программном комплексе ANSYS LS-DYNA.

Изучено влияние циклических повреждений на закономерности образования и роста трещины при термомеханическом нагружении. Для сплава ЭИ437Б и корпусной стали 15Х2НМФА получена зависимость скорости роста трещины и числа циклов, за которое трещина прорастет на длину ?l, от циклического повреждения. Обоснована необходимость учета влияния кинетических полей накопленных повреждений на скорость роста трещины.

Разработан метод определения концентрации механических примесей в гидравлическом масле АМГ-10, выбранном в качестве модельной среды. Метод можно использовать для концентраций примесей 0,5…10,0 мг/дм3 с точностью не более 5 %.

Выполнена оптимизация конструкции силовой балки пилона среднемагистрального самолета с целью снижения собственного веса конструкции, а также повышения эффективности работы силовой балки. Проектирование нового исполнения силовой балки выполнено на основании прочностных расчетов методом конечных элементов в среде MSC.Software PATRAN/NASTRAN. Для оценки степени соответствия новой конструкции поставленным требованиям проведены расчеты жесткости и собственных частот балки.

Рассмотрено влияние финишного антифрикционного безабразивного покрытия на усилие формоизменения при вытяжке деталей из сплава АМг6БМ холодной листовой штамповкой. В качестве типовой детали выбрана сферическая заглушка трубопровода. Приведены данные экспериментальных исследований, показывающие эффективность применения предлагаемого покрытия.

Представлены результаты измерения параметров золотых и серебряных наночастиц, полученных методом импульсной лазерной абляции (ИЛА) в жидкости. Измерения проведены с помощью различных оптико-спектральных методов и методом электронной микроскопии. Для синтеза наночастиц использована вторая гармоника Nd:YAG-лазера с длиной волны 532 нм, а также излучение фемтосекундного лазера S-PulseHR с длиной волны 1030 нм. Представлены качественные результаты в виде спектров поглощения наночастиц и снимков наночастиц.

Рассмотрены технологические процессы получения коленчатого вала с применением операции гибки, а также выбор поперечно-клиновой прокатки как способа получения предварительной заготовки. В программе Qform выполнены моделирование процесса клиновой прокатки предварительной заготовки с учетом разных условий трения и проверка адекватности формулы для определения трения на контактных поверхностях инструмента.

Основные показатели, определяющие работоспособность абразивного инструмента, — интенсивность и степень его затупления. При рассмотрении дискретного контакта шлифовального круга с обрабатываемой заготовкой в качестве такого параметра можно использовать размер площадки затупления. Предложена математическая модель площадки затупления абразивного зерна, в которой впервые учтены основные механизмы износа — механический и физико-химический. Механический износ анализируется с позиции кинетической теории прочности твердого тела, а физико-химический — с позиции теории массопереноса. Поскольку исследуемый износ абразивного зерна зависит от начальной площадки затупления, то в данной модели впервые учтена нелинейная обратная связь по размеру площадки затупления. Таким образом, математическая модель является многофакторной и позволяет прогнозировать величину износа абразивного инструмента в различных технологических условиях.

Изложены актуальные аспекты разработки системы управления беспилотными летательными аппаратами на примере перспективных летательных аппаратов. Рассмотрены общие принципы построения бортового комплекса управления, в частности аппаратной реализации системы автоматического управления на микроконтроллерных платформах Arduino и Raspberry Pi. Кроме того, представлены наиболее распространенные и перспективные пути по обеспечению бесперебойной и надежной связи беспилотных летательных аппаратов с командным пунктом, а также пути парирования рассмотренных и нерассмотренных нештатных ситуаций.

Проведен анализ выявленных неисправностей и отказов двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-530 с начала выпуска по настоящее время. На основе полученных результатов с помощью специализированного программного продукта разработана интерактивная система поиска и устранения неисправностей. В зависимости от условий работать с данной системой можно с различных устройств: стационарного компьютера, ноутбука, планшетного компьютера и мобильного телефона. Успешная реализация проекта позволит сократить затраты на ремонт двигателей, повысить качество сервисного обслуживания и потребительские свойства продукции ОАО «Автодизель».

Рассмотрена возможность создания привода, основанного на использовании эффекта «предельного пневмомолота» в радиальном газостатическом подшипнике. Обобщены условия возникновения эффекта «предельного пневмомолота». Составлены рекомендации по применению привода в системах кондиционирования воздуха современных авиационных летательных аппаратов, холодильной технике. Показаны перспективы применения привода в качестве поворотного механизма искробезопасного запорного вентиля. В трехмерном отображении получены результаты первых теоретических исследований газостатического подшипника, работающего в режиме «предельного пневмомолота». Впервые представлен стенд для исследования рабочих характеристик привода, а также приведены первые результаты, на основании которых определены характерные особенности появления режима «предельного пневмомолота»; найдены уравнения и структура фазовой диаграммы, соответствующие режимам «пневмомолота» и «предельного пневмомолота»; установлены основные условия возникновения режима «предельного пневмомолота». Также впервые уточнена зависимость, которая приводит к возникновению эффекта «предельного пневмомолота». Определены основные конструктивные и эксплуатационные требования к разрабатываемому приводу. Проанализированы полученные результаты и предложены дальнейшие этапы разработки и облик нового привода.

Описана модель расчета внешней баллистики в полной трехмерной постановке в приближении динамики материальной точки. Проведено математическое моделирование попадания гранаты в цель методом статистических испытаний при вариациях внешних условий стрельбы. Представлены оценки вероятности попадания гранаты в лобовую проекцию танка для разных режимов стрельбы из гранатометного комплекса. Показано существенное увеличение вероятности попадания гранат при использовании реактивного двигателя с системой авторегулирования тяговых характеристик.

Представлены основные технические решения, направленные на повышение функциональных возможностей и точности наведения радиотелескопа, взамен морально и физически устаревшей системы управления. Вместо двухдвигательных электроприводов азимутальной и угломестной оси с двигателями постоянного тока и многоступенчатыми редукторами предложено использовать однодвигательные приводы на основе трехфазных асинхронных двигателей с одноступенчатым редуктором. Все элементы новых приводов имеют безлюфтовые (бесшпоночные) соединения. Для организации обратной связи предложено устанавливать цифровые датчики абсолютного отсчета, а для управления электродвигателями —векторные преобразователи частоты. Испытания усовершенствованного радиотелескопа подтвердили правильность принятых технических решений.

Изготовление корпусных деталей современных машин и приборов точной механики часто вызывает затруднения особенно при мелкосерийном производстве, что обусловлено их сложной конфигурацией и наличием поверхностей с точностью, например, диаметральных размеров, соответствующей IT5, IT6. Качественное изготовление таких поверхностей достигают на современных многоцелевых станках с ЧПУ, но лишь при использовании нетривиальных технологических решений и приемов. Предложена методика коррекции положения инструмента, благодаря которой повышается качество изготовления прецизионных поверхностей корпусных деталей лезвийной обработкой на многоцелевых станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве. Методика предусматривает выполнение рабочих ходов чистовой (окончательной) обработки с постоянной глубиной резания и коррекцией положения инструмента по результатам измерения выдерживаемого размера. Применение этой методики беспечивает точность диаметральных размеров поверхностей деталей из конструкционных сталей, магнито-мягких материалов, титановых и алюминиево-магниевых сплавов, соответствующую IT5, IT6. Формализованный характер методики позволяет автоматизировать определение необходимой коррекции.

Разработана теория упругой устойчивости тонких многослойных пластин, построенная на общих уравнениях трехмерной теории устойчивости упругих сред путем введения асимптотических разложений по малому геометрическому параметру — отношению толщины пластины к ее длине — без введения каких-либо гипотез относительно характера распределения перемещений и напряжений по толщине пластины. Сформулированы локальные задачи теории устойчивости, получены осредненные уравнения равновесия для пластины в основном и варьируемом состояниях. Найдено решение локальных задач в явном аналитическом виде, с помощью которого определены соотношения для всех шести компонент тензора напряжений, включая поперечные нормальные напряжения и напряжения межслойного сдвига в основном и варьируемом состояниях пластины. Показано, что осредненные уравнения устойчивости теории пластин отличаются от классических уравнений теории пластин Кирхгофа — Лява и Тимошенко как выражением поперечной силы, вызванной поворотом пластины при действии напряжений основного состояния, так и определяющими соотношениями пластины, содержащими члены, обусловленные ее основным напряженным состоянием. Показано, что для ортотропных пластин определяющие соотношения упрощаются и формально становятся подобными классическим соотношениям теории тонких пластин, но мембранные и изгибные жесткости пластины зависят от напряжений основного состояния. Приведен пример расчета тонкой ортотропной пластины при одноосном сжатии. Получено выражение для критической силы потери устойчивости, отличающееся от классической формулы Эйлера выражением для изгибной жесткости, которая зависит от параметров основного состояния пластины. Различие значений критической силы наиболее существенно для пластины с анизотропными слоями.

Рассмотрена смоделированная в программном комплексе SolidWorks магнитная система жидкофазного магнетрона НМСА-52, смонтированного и запущенного на установке МВТУ-11-1. Приведено сравнение двух вариантов магнитной системы. Ряд экспериментов по запуску магнетрона проведен с различными вариациями мишени и разными условиями горения разряда. Определены лучшие режимы работы при запуске с тиглем и мишенью для жидкофазного распыления для новой магнитной системы. Анализ полученных результатов подтвердил необходимость продолжения работы по выведению магнетрона на жидкофазный режим с использованием блока увеличенной мощности.

Перечислены основные методы неразрушающего контроля клеевых соединений. Представлен оригинальный метод контроля сборки клеевых соединений. Выполнены расчеты переходного сопротивления и емкости клеевого шва. Предложена схема измерения склеенных металлических пластин. Проведен анализ результатов измерений склеенных металлических пластин и расчет относительной погрешности измерений.

Предложена методика получения кривой упругого давления по доступным экспериментальным данным конструкционных материалов. Методика позволяет получить значения давления и температуры за фронтом ударной волны без применения гипотез о потенциалах взаимодействия атомов среды.

Предложена математическая модель деформирования текстильных композиционных материалов на основе арамидных волокон при ударно-волновых воздействиях. Модель учитывает такие особенности деформационных характеристик данных материалов, как деформируемость без разрушения при конечных значениях деформаций, существенное различие диаграмм деформирования при растяжении и сжатии, зависимость этих диаграмм от скорости нагружения, наличие псевдопластических свойств материалов, обусловленных вытягиванием нитей из ткани и др. Модель также учитывает вязкоупругие свойства арамидных волокон, повреждаемость и разрыв волокон в текстильных материалах при их пробивании. Сформулирована остановка задачи динамического деформирования текстильных композиционных материалов. Для ее решения в двумерной постановке применен метод ленточных адаптивных сеток. Приведены пример численного решения задачи о пробивании жестким ударником преграды из текстильного композита и сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.

В процессе работы магнитожидкостного герметизатора в результате нагрева ухудшаются магнитные свойства жидкости и могут возникать течения под зубцами полюса. Для исследования влияния температуры на изменение моментов трения в рабочем азоре магнитожидкостных уплотнений была спроектирована и изготовлена установка. С помощью программы ANSYS выполнен тепловой анализ, позволяющий проанализировать процессы, которые происходят в магнитожидкостном герметизаторе при его эксплуатации, а также оптимизировать его конструкцию.

Представлена математическая модель полета, основанная на традиционных подходах, используемых для пассажирских дозвуковых самолетов. Оптимизация программы полета при снижении проведена с учетом эксплуатационных ограничений, характерных для гражданской авиации. При моделировании полета применена встроенная модель двухконтурного турбореактивного двигателя, позволяющая рассчитать характеристики силовой установки.

На основе анализа математической модели выбраны оптимальные параметры тросовой системы раскрытия, обеспечивающие заданную последовательность фиксации многозвенной конструкции. В качестве показателя оптимизации используется критерий наименьших квадратов: рассогласование между относительными углами поворота звеньев, рассчитанными по модели и заданными из условия компоновки солнечной батареи. Учтены дополнительные углы поворота звеньев, вызванные деформациями тросов. Усилия в тросах получены в результате наземных испытаний по раскрытию солнечной батареи, выполненных на стенде на воздушной подушке.

Рассмотрены метод и оборудование для экспериментального исследования процессов тепломассообмена в смесительном аппарате, где теплообмен происходит на границе раздела двух фаз. Данный процесс необходим для передачи теплоты к кипящему веществу. Эффективность теплопередачи в аппарате исследуемой конструкции выше, чем в аппаратах, реализующих теплообмен через стенку. В случае применения смесительных теплообменных аппаратов можно добиться недорекуперации, близкой к нулю. В силу сложности математической модели процесса кипения в смесительном аппарате данный процесс изучен слабо. Спроектирован и изготовлен лабораторный стенд для качественного наблюдения эффекта выпаривания углеводородов в среде горячего теплоносителя. В установке заложена возможность тестирования различных типов теплообменных аппаратов с целью оценки их эффективности. Разработана методика проведения эксперимента на предполагаемых параметрах работы парорасширительного органического цикла Ренкина.

Рассмотрена адаптивная система управления исполнительным приводом промышленного робота на базе двигателя постоянного тока. В этой системе автоматически настраиваются режимы работы привода в зависимости от нагрузки на валу двигателя обота. Привод осуществляет перемещения по одной из степеней подвижностей промышленного робота; специфика его функционирования такова, что изменениями приведенного к валу двигателя момента инерции можно пренебречь. С учетом собенностей работы привода сформулированы цели управления, выбран дополнительный критерий управления, обеспечивающий системе заданные адаптивные свойства, предложен подход к реализации управления, выработана структурная схема истемы управления. Разработаны алгоритмы самонастройки и оценки момента сопротивлений на валу двигателя. Получены дифференциальные уравнения, описывающие работу адаптивного исполнительного привода, приведены результаты сследований его работы. Предлагаемая система управления позволяет осуществлять адаптацию к нагрузке на исполнительном уровне, сохраняя устойчивую работу и заданное качество функционирования привода.

Рассмотрены основные принципы проектирования оптимальных циклов внутреннего шлифования в многомерном пространстве управляющих параметров: скорость осевой подачи, радиальная подачи и др. Впервые для оптимизации процесса обработки используется такой математический метод оптимизации как метод динамического программирования. Применение его позволяет учитывать весь комплекс технологических ограничений (по допустимой погрешности размеров, по допустимой глубине прижога и др.), а также заменять полный перебор вариантов решений целенаправленным, тем самым сокращая расходы и время, которые затрачиваются на производстве на подбор оптимальных значений режимов обработки.

Обработка материалов резанием до настоящего времени является основным способом изготовления изделий машиностроения. В результате научных исследований в различных областях обработки материалов резанием повышается эффективность процесса резания. Описан эксперимент исследования температурного поля в очаге резания при фрезеровании сплава ВТ-6. На основании полученных данных построена зависимость максимальной температуры нагрева сплава в очаге резания для каждого прохода фрезы. Установлено, что с увеличением числа проходов фрезы по поверхности заготовки повышается максимальная температура нагрева в очаге.

В рамках представления о работоспособности взрывчатых веществ как способности продуктов их разложения производить работу при изоэнтропическом расширении от начального состояния, в котором находятся продукты мгновенного взрыва, проведено уточнение расчетных оценок этого свойства. При этом учтено влияние холодных составляющих давления и внутренней энергии рабочего тела, совершающего эту работу. Приведены результаты расчетов с использованием уравнения состояния продуктов взрыва Джонса — Уилкинса — Ли (JWL) для низкоплотных и высокоплотных зарядов ТЭНа с некоторыми способами «закачки» энергии в продукты взрыва, дополнительной по отношению к «тепловыделению» в детонационном фронте с параметрами Чепмена — Жуге.

Приведен аналитический обзор основных баллистических проблем синтеза орбитального сегмента спутниковых систем (СС) информационного обеспечения на основе малых космических аппаратов (МКА). Существенное внимание уделено разработке концепции оценки возможности универсализации ССМКА. На основе рассмотрения постановки задачи синтеза баллистической структуры СС как паретооптимальной системы показано, что интеграция систем МКА возможна главным образом в пределах одного или только «родственных» классов СС. С учетом тенденций развития классических тяжелых образцов космической техники в системах как гражданского, так и двойного назначения сформулированы требования к точности технологий баллистико-навигационного обеспечения (БНО) ССКА (в том числе и МКА) различного целевого назначения. Рассмотрены проблемы использования межспутниковой навигации и баллистических аспектов реализации технологий межспутниковых измерений. Переход от систем тяжелых КА к СС МКА требует решения совокупности инновационных задач, связанных как с конструированием отдельных КА, так и с адаптационной перестройкой БНО их систем.

Система проникающего охлаждения передней кромки турбинной лопатки обеспечивает выход охлаждающего газа на поверхность и способствует повышению теплозащиты. Для реализации способа охлаждения турбинных лопаток необходимо разработать такие технологические процессы, как изготовление листового пористого материала с требуемыми свойствами, листовая штамповка и консолидация оболочки с корпусом лопатки. Представлены результаты инженерно-технических разработок и экспериментальных исследований возможности применения пористого сетчатого материала в системе охлаждения турбинных лопаток высокотемпературных парогазовых установок перегретым водяным паром. Разработаны технологические процессы изготовления горячей прокаткой в вакууме листового пористого сетчатого материала из стали 12Х18Н10Тс переменной проницаемостью, процессы гибки при формообразовании оболочки по профилю передней кромки турбинной лопатки и высокотемпературной пайки оболочки с корпусом лопатки. Полученные результаты механических и тепловых испытаний показали, что предложенные технологии изготовления турбинных лопаток с пористым охлаждением обеспечивают их работоспособность и исключают возможность проникновения горячего газа через пористую оболочку во внутреннюю полость лопатки.

Исследована проблема параметрической идентификации широкого класса линейных стационарных систем с математической моделью в структуре дробнорациональных передаточных функций. Развивается методология использования производящих функций Эрмита для идентификации по информации о входном и выходном сигналах. Предложена стратегия поэтапной экспериментальной идентификации объекта. В системе MATLAB посредством имитационного моделирования подтверждены теоретические прогнозы по ключевым вопросам использования методологии производящих функций, в том числе с разделимостью этапов фильтрации и идентификации.

Рассмотрена задача определения контактного давления между двумя контактирующими цилиндрическими телами с тонкими покрытиями. Предложенный расчет позволяет упростить схему контакта цилиндрических тел с упругими мягкими тонкими покрытиями для учета большего числа явлений, протекающих в области контакта. Рассчитано контактное давление с учетом предложенной ранее формулы для описания нелинейного трения. Определено условие отсутствия катастрофического износа.

Приведены результаты оценки точности для инженерной методики расчета удельного теплового потока в ламинарном пограничном слое на поверхности полусферы. В развитие решения, полученного И.Н. Мурзиновым, предлагается аналогичная инженерная методика повышенной точности с учетом современных научно-технических достижений. В частности, существенно расширен диапазон изменения таких определяющих факторов, как число Маха в набегающем воздушном потоке, давление торможения этого потока, энтальпия.

Создание эффективных методов оптимизации важно для решения реальных инженерных задач. Разработан способ построения функции чувствительности для решения задачи оптимизации упругой конструкции. Предложен итерационный алгоритм оптимизации систем, качество которых описывается дробно-линейными функционалами с ограничениями на управления. Алгоритм основан на процедуре линеаризации и использует функции чувствительности.

Представлены результаты экспериментальных исследований и сравнительного анализа гидравлических характеристик дистанционирующих ячеистых решеток тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР. Приведено описание фрагментов используемых решеток, рабочего участка и аэродинамического стенда. Определен коэффициент гидравлического сопротивления дистанционирующих решеток с ячейками различных типов.

Статья является продолжением предыдущих работ автора [1–3], в которых рассмотрено формирование зоны вынужденной эластичности перед фронтом трещины разрушения в аморфных стеклообразных полимерах, кинетика разрушения слабых узлов несущего молекулярного каркаса, образование и накопление локальных микродефектов, названных дырками, их упругое взаимодействие. В настоящей статье показано, что взаимодействие дырок вызывает появление вокруг каждой дырки «атмосферы», состоящей из более мелких дырок, что фронт трещины является источником собственного упругого поля и дырки диффундируют навстречу фронту трещины, а также рассчитаны диффузионные потоки дырок.

Представлена разработанная расчетная модель тепловыделяющего элемента(твэла) атомных реакторов, включающая комплекс взаимосвязанных верифицированных методик: расчета напряженно-деформированного состояния твэлов; верификации расчетной модели твэла и определения свойств материалов твэлов по экспериментальным данным; вероятностного расчета напряженно-деформированного состояния твэлов; обоснования работоспособности дисперсионных твэлов, а также свойств материалов.

Представлены конечно-элементные модели, описывающие термомеханическое поведение тепловыделяющих элементов (твэлов) легководных реакторов и полученные с помощью программного комплекса MARC, разработанного корпорацией MSC Software (США). Приведены результаты расчетов напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов в упруговязкопластической постановке с учетом распухания топлива под облучением, а также примеры и результаты расчетного моделирования поведения твэлов контейнерного (таблеточного) типа для реакторов ВВЭР и РБМК.

Представлены базовые соотношения новой теории тонких многослойных анизотропных оболочек, построенной на основании общих уравнений трехмерной теории упругости путем введения асимптотических разложений по малому параметру без каких-либо гипотез относительно характера распределения перемещений и напряжений по толщине. Показано, что глобальная (осредненная по определенным правилам) задача асимптотической теории оболочек близка к теории оболочек Кирхгофа —Лява, но отличается от нее определяющими соотношениями, содержащими производные второго порядка от мембранных перемещений. Решены так называемые локальные задачи теории оболочек, с помощью которых получены явные выражения для шести компонент тензора напряжений, включая поперечные нормальные напряжения и напряжения межслойного сдвига в оболочке.