Семинары 2017-2018

Рассматривается кольцевая однослойная пластина средней толщины, расположенная на локальных опорах, под нормальной гравитационной нагрузкой. Толщина пластины изменяется по радиусу, при этом одна из поверхностей плоская, материал пластины изотропен. Пластина представляет собой модель оптического зеркала телескопа.

Для вывода уравнений напряженно-деформированного состояния пластины используется теория оболочек средней толщины Палия-Спиро (ПС) с поверхностью приведения (ПП), совмещенной с плоской частью пластины. Данная теория учитывает поперечный сдвиг и изменение по толщине пластины деформации прямолинейного элемента, нормального к ПП до приложения нагрузок. Задача сведена к системе дифференциальных уравнений 10-го порядка, которая решается методом ортогональной прогонки. Данное решение сравнивается с решением, полученным с помощью метода конечных трехмерных элементов (МКЭ) в программном комплексе Ansys.

Дается новая постановка классической задачи астродинамики – задачи Гомана – об оптимизации двухимпульсного перехода космического летательного аппарата между двумя компланарными круговыми орбитами. В качестве критерия оптимизации принят энерго-временной показатель качества, равный произведению суммарного прироста характеристической скорости на длительность перехода. Приводится подробное решение этой задачи, в результате которого установлена зависимость оптимального значения величины безразмерной начальной скорости от соотношения между радиусами начальной и конечной орбит. На основе построенного решения сделаны численные оценки эффективности предложенного режима межорбитального перехода и проведено их сопоставление с аналогичными оценками для гомановского режима. В результате этих оценок можно сделать вывод о целесообразности использования энерго-временного критерия и в других задачах орбитальной космической навигации, характерных высокой и даже сверхвысокой длительностью планируемого перехода.

В докладе рассмотрены свободные колебания цилиндрических оболочек с квадратным и прямоугольным поперечным сечением при разных граничных условиях.

Исследуются и сравниваются значения низших частот при разных характерных размерах с помощью приближенного аналитического решения, а также методом Релея-Ритца и методом конечных элементов. Получены зависимости частот от разных характерных размеров и констант материалов.

При полетах со сверхзвуковой скоростью интересно распределение давления на входе воздухозаборника. Кроме простейшего обтекания воздухозаборника интересны случи подвода энергии непосредственно перед рассматриваемым телом. В зависимости от положения локального по времени и размерам энергоподвода можно изменить режим работы двигателя, то есть увеличить давление на входе воздухозаборника, тем самым увеличить мощность двигателя, или же уменьшить, создавая при этом ситуацию воздушного голодания двигателя, что в свою очередь может привести к прекращению работы последнего.

В настоящей работе
- численно моделируется обтекание воздухозаборника без энергоподвода при фиксированном числе Маха (M=5),
- численно моделируется обтекание воздухозаборника при том же числе Маха, но с локальным подводом энергии в разных частях расчетной области,
- сравниваются результаты и делаются выводы.

На основе экспериментов по затуханию вращательных колебаний осесимметричного тела в потоке воздуха определены вращательные производные коэффициентов момента тангажа. Оказалось, что более удлиненные головные части характеризуются большими по абсолютной величине вращательными производными. Наличие соосного диска перед цилиндрической частью тела вместо обтекаемой головной части также приводит к увеличению вращательных производных по абсолютной величине.

В работе в рамках гибридной модели проведены численные эксперименты по исследованию параметров диэлектрического барьерного микроразряда атмосферного давления в аргоне в широком диапазоне входных условий. Представлен сравнительный анализ полученных результатов с приложенным к электродам сигналом напряжения в виде синусоидальной и прямоугольной формы. В частности, для обоих случаев приводятся пространственно-временные зависимости концентраций заряженных и возбужденных частиц, напряженности и потенциала электрического поля, временные зависимости плотности разрядного тока и падения напряжения между электродами, а также временные зависимости накопления зарядов на правом и левом диэлектриках. Результаты численных экспериментов демонстрируют принципиальную зависимость пространственных и временных характеристик барьерного микроразряда атмосферного давления в аргоне от формы прикладываемого напряжения. Так, в случае прикладывания к электродам питающего напряжения прямоугольной формы наблюдаются всегда два импульса тока на полупериод (независимо от амплитуды питающего напряжения). При этом в случае синусоидального сигнала количество импульсов тока зависит от амплитуды прикладываемого напряжения.

Работа посвящена изучению эффектов пластичности превращения и памяти формы в наноструктурированном сплаве Ti - 50,2 ат.% Ni с различным размером зерна. Полученные результаты показали, что изменение деформации при охлаждении происходит в несколько стадий в зависимости от размера зерна и величины напряжения. В зернах с размером зерна менее 80 нм изменение деформации наблюдается только в том случае, если напряжения, действующие при охлаждении и нагревании, превышают критическое значение. При увеличении напряжения происходит возрастание величин эффектов пластичности превращения и памяти формы и температур мартенситных переходов. Уменьшение размера зерна приводит к уменьшению величин эффекта пластичности превращения и температур мартенситных переходов, а величина эффекта памяти формы меняется немонотонно. Максимальная обратимая деформация 15% наблюдаются в образце с размером зерна 130 нм.

В данной работе изучалось влияние термообработки и интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК) на формирование частиц вторичных фаз и механические свойства сплава Cu-2Be. Режимы термомеханической обработки сплава в состоянии твердого раствора разделялись на три основных метода обработки: ИПДК с последующим старением, старение с последующей ИПДК и динамическое старение во время ИПДК при температурах от 150°C до 250°C. Результаты рентгенофазового анализа (РФА) образцов позволили исследовать влияние термомеханической обработки на размеры зёрен, внутренние напряжения и расположение частиц CuBe в медной матрице. По результатам РФА было определено, что частицы вторичных фаз в сплаве после ИПДК могут образовываться как внутри, так и на границах зёрен. Для исследования механических свойств проводились испытания на одноосное растяжение. Хорошая комбинация прочности и пластичности была достигнута в сплаве, подвергнутом старению при температуре 325°C в течении 10 часов с последующей ИПДК.

Сканирующая электронная микроскопия позволила определить хрупко-вязкое разрушение наноструктурированного сплава Cu-2Be. Результаты этой работы демонстрируют влияние термомеханической обработки на кинетику формирования частиц вторичных фаз и механические свойства материала.

В работе рассматривается задача о самобалансировке статически неуравновешенного ротора при помощи пассивного шарового автобалансировочного устройства (АБУ). Применение таких устройств особенно актуально для роторов с переменным дисбалансом, таких как, например, центрифуги стиральных или сушильных машин. Построена математическая модель статически неуравновешенного ротора с невесомым упругим валом, закрепленным в вертикальных опорах и оснащенного многорядным, многошариковым АБУ. Разработан алгоритм численного интегрирования системы с учетом соударения балансировочных шариков друг с другом. В системе Mathematica написана программа для расчета движения системы, содержащей АБУ с произвольным числом концентрических круговых полостей и произвольным числом шариков в каждой полости. Результаты расчетов представлены в виде графиков и компьютерной анимации, наглядно демонстрирующей процессы движения и взаимодействия балансировочных шариков.

В данной работе исследован процесс гранулирования порошкообразных материалов в скоростном грануляторе барабанного типа. Представлена математическая модель, позволяющая описать гранулообразование в скоростном грануляторе при совмещении двух процессов: коагуляции и дробления. Проведены экспериментальные исследования процесса, на основе которых получены константы ядра интегрального преобразования для коагуляции и дробления. Показана адекватность предложенной математической модели реальному процессу гранулирования гидрофобной добавки для асфальтобетонной смеси.

В данной работе теоретически изучено влияние неоднородного поля температур на деформацию ползучести. Разработана численная схема решения несвязной термомеханической одномерной краевой задачи по поиску полей напряжений, деформаций и температур в цилиндре. Показано, что деформация термоциклической ползучести убывает с ростом скорости изменения температуры поверхности.

В докладе рассматриваются обратные мицеллы – базовые структурные элементы микроэмульсий типа «вода в масле». Микроэмульсия – это термодинамически устойчивая, стабильная прозрачная смесь как минимум трех компонентов: поверхностно-активного вещества и двух ограниченно растворимых друг в друге жидкостей. Методом молекулярной динамики были выполнены расчеты обратных мицелл, состоящих из воды и неионных поверхностно-активных веществ Спан80 и Твин80, в среде н-декана. Результаты показали, что смоделированные мицеллы имеют сферическую форму, которая может быть аппроксимирована эллипсоидом с близким к единице осевым отношением. Полученные данные по размерам и коэффициентам диффузии обратных мицелл и нанокапель воды находятся в согласии с экспериментальными данными, полученными методами динамического светорассеяния и ЯМР.

В докладе обсуждаются методы определения местоположения дополнительной шарнирной опоры в балках. Целью установки опоры является выполнение некоторых оптимизационных требований. Основным объектом исследования является консольная балка, испытывающая действие различных внешних нагрузок: сосредоточенных и распределенных, продольных и поперечных. Показано, что путем оптимальной установки дополнительной опоры можно добиться заметного снижения максимального прогиба и максимального изгибающего момента или критической силы, при которой происходит потеря устойчивости конструкции.

В докладе рассматривается гашение колебаний груза, переносимого козловым краном ККС10 за заданное время на заданное расстояние. Управляющая сила находится двумя способами – с помощью применения принципа максимума Понтрягина и обобщенного принципа Гаусса. Решения находятся, во-первых, в предположении малости колебаний груза, и, во-вторых, с ограничениями, определяемыми номинальными характеристиками конкретного портального крана. Сравниваются решения, полученные обоими методами.

Предметом исследования является многослойная корнеосклеральная оболочка, находящаяся под действием различных механических нагрузок. Метод исследования - конечно-элементное моделирование в программном пакете ANSYS

Первая часть диссертации посвящена аппланационной тонометрии - расчёту истинного внутриглазного давления при различных весах прикладываемого штампа в зависимости от различных биомеханических характеристик многослойной роговичной оболочки. Далее изучается изменение внутриглазного давления после введения интравитреальных инъекций стандартного объёма в многослойную корнеосклеральную оболочку переменной толщины и эллипсоидальной формы. В заключительной третьей части работы проводится оценка изменения показателей внутриглазного давления после рефракционной коррекции дальнозоркости, а также анализируется напряжённо-деформированное состояние роговичной оболочки при различных вариантах расположения зоны абляции.