Отчет ИВМ СО РАН за 1996 год

Характеристика важнейших научных достижений

• Фундаментальные исследования в области математики и ее приложений
• Математическое моделирование, информационные технологии и вычислительная техника
• Механика, научные основы машиностроения и надежности машин

Механика, научные основы машиностроения и надежности машин

Авторы научного результата: Деревянко В. А. — к.ф.-м.н., зав. лабораторией ВЦК СО РАН; Васильев Е. Н. — к.ф.-м.н., с.н.с., ВЦК СО РАН; Макуха А. В. — н.с. ВЦК СО РАН; Кукушкин С. В. — м.н.с. ВЦК СО РАН.

Ключевые слова: МГД-генератор, Т-слой.

Позиция по рубрикатору: 1.9.4.1.

Характер результата: фундаментальный.

Краткое описание результата. Выполнен расчет теплофизических и радиационных свойств продуктов сгорания водорода в воздухе при различных значениях температуры и давления. На основе системы нестационарных одномерных уравнений магнитной газодинамики проведено численное моделирование периодического МГД-течения с Т-слоями с учетом подвода тепла в различные зоны потока и реальных свойств рабочего газа. Показано, что наиболее эффективен подвод тепла в зону ударно-сжатого газа. Экспериментальные исследования инициирования Т-слоя позволили определить условия его взаимодействия с магнитным полем как непроницаемого плазменного поршня. Полученные критерии использованы для уточнения математической модели и определения энергетических характеристик МГД-генератора с Т-слоем.

Сравнение с мировым уровнем. Работа не имеет зарубежных и отечественных аналогов.

Авторы научного результата: Москвичев В. В., д.т.н., зав. отделом ВЦК СО РАН; Лепихин А. М., к.т.н., зав. лабораторией ВЦК СО РАН; Доронин С. В., к.т.н., н.с. ВЦК СО РАН.

Ключевые слова: риск, повреждения, технические системы, риск-анализ.

Позиция по рубрикатору РАН: 1.11.5.8.

Характер результата: прикладной.

Краткое описание: Разработаны методы риск-анализа конструкций потенциально опасных объектов, базирующиеся на специальных моделях вероятностной динамики повреждений в сложных, структурно неоднородных системах. Методы позволяют выполнять оценки показателей безопасности и остаточного ресурса по данным экспертных оценок технического состояния объектов. На основе вероятностной трактовки процессов деформирования и разрушения, а также наступления предельных состояний развита методология решения прямых и обратных задач механики разрушения и ресурсного проектирования конструкций. Статистическое моделирование динамики повреждений и вероятностная формулировка предельных состояний позволили получить оценки влияния технологических дефектов и усталостных трещин на безопасность и остаточный ресурс. Это позволило продлить срок эксплуатации оборудования ряда промышленных объектов.

Сравнение с мировым уровнем. Разработанные методы являются обобщением и развитием ET/FT методологии интегрированной оценки безопасности объектов.

Автор научного результата: Кокшаров И. И. — к.т.н., зав.лабораторией ВЦК СО РАН.

Ключевые слова: композиционные материалы, теория катастроф, разрушение, надежность.

Позиция по рубрикатору РАН: 1.10.2.12.

Характер результата: фундаментальный.

Краткое описание результата. Предложена модель микроструктурного разрушения композиционного материала, описываемого системой с распределенными последовательно-параллельными связями. Установлены управляющие параметры системы, характеризующие напряженно-де"фор"ми"руе"мое и поврежденное состояние системы (эквивалентные напряжения, предельные повреждения). Модель позволяет предсказать момент наступления предельного состояния — катастрофы, сопровождающейся саморегулируемым процессом выделения накопленной энергии. Полученные уравнения на базе теории катастроф позволяют по вероятностным характеристикам свойств отдельных составляющих определять условия реализации различных механизмов разрушения и надежность композиционного материала.

Сравнение с мировым уровнем. Впервые с использованием теории катастроф дано описание предельного состояния в системах с распределенными последовательно-параллельными связями на примере однонаправленного композиционного материала.

Авторы научного результата: Мишин А. С. — к.т.н., с.н.с. ВЦК СО РАН; Крушенко Г. Г. — д.т.н., зав. лабораторией ВЦК СО РАН.

Ключевые слова: стали, сварка, пайка, термообработка, коэффициент линейного расширения.

Позиция по рубрикатору РАН: 1.11.6.6.

Характер работы: прикладной.

Краткое описание результата. На основании изучения изменений коэффициента линейного расширения (КЛР) сталей аустенитного, аустенитно-перлитного, мартенситного класса и мартенситностареющих сталей, а также сплавов на медной основе при их совместной термической обработке, в сварных и паяных соединениях, разработана промышленная технология предварительной термической обработки мартенситностареющих сталей, которая позволила получить КЛР, близкий к КЛР хромистых бронз и нержавеющих сталей. Установленные технологические режимы позволяют устранить возникновение трещин в изделиях ответственного назначения и опасность их разрушения в условиях эксплуатации в агрессивных средах при повышенных нагрузках и температурах.

Cравнение с мировым уровнем. Впервые проблема изготовления изделий ответственного назначения из сталей и хромистых бронз с отличающимися КЛР решена путем оптимизации режимов предварительной термической обработки входящих в изделия узлов, изготовляемых из мартенситностареющих сталей.