Отдел прочности и надежности механических систем

Завотделом - член-корреспондент НАН Украины,
д-р техн. наук, профессор В.С. Гудрамович

член-корреспондент НАН Украины Гудрамович B.C. Область исследований:

  • прочность и несущая способность в экстремальных условиях эксплуатации неоднородных конструкций приоритетных отраслей техники (ракетно-космическая, нефтегазовая, энергетика и др.) с упруго-вязко-пластическими свойствами материала при учете повреждений разной физической природы;
  • надежность и долговечность механических систем;
  • эффективные технологии изготовления, динамика, прочность и оптимизация тонкостенных конструкций антенной, волноводной техники (АВТ) и солнечной энергетики (СЭ).
  • Проведенные в отделе исследования включают:

    К наиболее важным направлениям исследований относятся:

    По первому разделу:

    Проведенные исследования позволили решить ряд проблемных вопросов для различных отраслей техники, существенно снизить материалоемкость.

    Разработанные методики и программное обеспечение использованы в КБ и проектных организациях (ГП «КБ «Южное» им. М. К. Янгеля; УкрНИИпроектстальконструкция; РКК «Энергия»; КБ транспортного машиностроения; НПО им. С. А. Лавочкина, Москва; КБ «Арсенал», Санкт-Петербург; ОКБ им. В. П. Макеева, Миасс и др.).

    По результатам исследований опубликовано 12 монографий, из них основные:

    1. Гудрамович B. C. Несущая способность и долговечность элементов конструкций / B. C. Гудрамович, Е. С. Переверзев. - Киев: Наук. думка, 1981. - 284 с.;
    2. Гудрамович В. С. Устойчивость упругопластических оболочек / В. С. Гудрамович. - К. : Наук. думка, 1987. - 216 с.;
    3. Гудрамович В. С. Теория ползучести и ее приложения к расчету элементов тонкостенных конструкций / В. С. Гудрамович. - К. : Наук. думка, 2005. - 222 с.;
    4. Моссаковский В. И. Контактные задачи теории оболочек и стержней / В. И. Моссаковский, B. C. Гудрамович, Е. М. Макеев. - М. : Машиностроение, 1978. - 248 с.;
    5. Моссаковский В. И. Контактные взаимодействия элементов оболочечных конструкций / В. И. Моссаковский, B. C. Гудрамович, Е. М. Макеев. - К. : Наук. думка, 1988. - 288 с.;
    6. Гудрамович B. C. Упругопластические конструкции с несовершенствами формы и остаточными напряжениями / B. C. Гудрамович, А. Ф. Деменков. - К. : Наук. думка, 1991. - 174 с.

    2 Госстандарта и более 300 статей в научно-технических журналах, из которых выделим:

    1. Контактное взаимодействие оболочечных конструкций с упругими основаниями при усложненных условиях эксплуатации / B. C. Гудрамович, Е. М. Макеев, В. И. Моссаковский, П. И. Никитин // Проблемы прочности. - 1985. - № 10. - С. 108 - 114.;
    2. Hudramovich V. S. Plastic deformation and limit states of metal shell structures with initial shape imperfections / V. S. Hudramovich, A. A. Lebedev, V. I. Mossakovsky // Light - weight steel and aluminium structures / Ed. P. Makelainen. - Amsterdam, New York, Tokyo: Elseiver, 1999. - Р. 257 - 263.;
    3. Hudramovich V. S. Features of nonlinear deformation and critical states of shell systems with geometrical imperfections / V. S. Hudramovich // Int. Appl. Mech. - 2006. - V. 42, No. 12. - Р. 1323 - 1355.;
    4. Hudramovich V. S. Contact mechanics of shell structures under local loading / V. S. Hudramovich // Int. Appl. Mech. - 2009. - V. 45, № 7. - P. 708 - 729.;
    5. Hudramovich V. S. Elastoplastic deformation of nonhomogeneous plates / V. S. Hudramovich, E. L. Hart, S. A. Ryabokon' // Journ. Engineering Mathematics. - 2013. - V. 78, Issue 1. - P. 181 - 197.;
    6. Гудрамович В. С. Моделирование напряженно-деформированного состояния оболочечных конструкций ракетной техники и энергетики / В. С. Гудрамович // Техн. механика. - 2013. - № 4. - С. 97 - 104.;
    7. Hudramovich V. S. Mutual influence of openings on strength of shell-type structures under plastic deformation / V. S. Hudramovich, E. L. Hart, D. V. Klimenko, S. A. Ryabokon' // Strength of Materials. - 2013. - V. 45, No. 1. - P. 1 - 9.;
    8. 8. Hart E. L. Projection-iterative modification of the method of local variations for problems with a quadratic functional / E. L. Hart, V. S. Hudramovich // Journ. Appl. Mathematics and Mechanics. - 2016. - V. 80, Issue 2. - P. 156 - 163.

    На рисунках показаны некоторые из экспериментальных установок, разработанных в отделе, и испытанные в лаборатории статических испытаний отдела оболочечные системы, моделирующие реальные конструкции различных отраслей техники.

    По второму разделу:

  • модели накопления повреждений, диагностика состояния элементов конструкций на основе использования физических явлений в металлах;
  • разработка параметрических моделей "нагрузка - прочность", в которых функции работоспособности описываются случайными процессами;
  • разработка методик назначения режимов ускоренных испытаний, позволяющих сократить число и длительность контрольных испытаний на надежность и экспертных методов для оценки возможности продления эксплуатации после окончания гарантийных сроков;
  • разработка способов повышения долговечности конструкционных материалов;
  • развитие способов повышения показателей долговечности конструкционных материалов за счет возбуждения в них самоорганизационных процессов при комбинированном энергетическом нагружении полями различной природы и силовом воздействии.
  • Разработаны следующие способы диагностики и управления структурообразованием материала:

    а) акустико-эмиссионный метод технической диагностики элементов конструкций;

    б) технология управления структурообразованием конструкционных материалов в условиях комплексного энергетического и силового воздействия с целью повышения их ресурсных характеристик.

    Общий вид установки комплексной энергетической обработки образцов Среднее время до разркшения в условиях ползучести необработанного (1) и обработанного (2) образцов сплава АМг6М

    По результатам исследований отдела опубликовано 14 монографий, основные из которых:

    1. Переверзев Е. С. Надежность и испытания технических систем / Е. С. Переверзев - Киев : Наук. думка, 1990. - 328 с.
    2. Пошивалов В. П. Длительная прочность и долговечность элементов конструкций / В. П. Пошивалов - Киев : Наук. думка, 1992. - 118 с.
    3. Переверзев Е. С. Модели накопления повреждений в задачах долговечности / Е. С. Пе-реверзев - Киев : Наук. думка, 1995. - 354 с.
    4. Даниев Ю. Ф. Техническая диагностика опасных производственных объектов / Ю. Ф. Даниев, Г. А. Бигус - М. : Наука, 2010. - 415 с.
    5. Основы диагностики технических устройств и сооружений / Г. А. Бигус, Ю. Ф. Даниев, Н. А. Быстрова, Д. И. Галкина. - M. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. - 445с.

    и более 200 статей в научно-технических журналах, из которых выделим:

    1. О классификации стартового оборудования ракетно-космических комплексов при обосновании норм прочности / А. В. Дегтярев, О. В. Пилипенко, В. С. Гудрамович, В. Н. Сиренко, Ю. Ф. Даниев, Д. В. Клименко, В. П. Пошивалов // Космічна наука і технологія. - 2016. - Т. 22. - № 1. - 12 (- 1,2). - C. 3 - 14.
    2. Даниев Ю. Ф. Вейвлет-анализ сигналов акустической эмиссии при диагностике конструкции / Ю. Ф. Даниев, Г. А. Бигус, А. А. Травкин // Сварка и диагностика. - 2012. - № 4. - С. 34 - 38.;
    3. Пошивалов В. П. Підвищення довговічності сплаву АМг6М за рахунок енергетичної обробки в умовах повзучості / В. П. Пошивалов, Д. Г. Борщевська, В. Д. Рябчий, І. І. Телегіна // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2013. - №6. - С. 62 - 67.

    Разработаны эффективные технологии изготовления конструкций АВТ, СЭ.

    Суть технологий в комплексном использовании метода электролитического формования (кристаллизация металла из прикатодного слоя электролита). Поверхность осадка - точная копия поверхности катода-матрицы; изготавливается большое количество однотипных изделий высокого качества. Преимущества технологий в высокой точности изготовления, регулируемой однородности структуры материала. Возможно изготавливать изделия АВТ и СЭ сложной структуры, которые не могут быть изготовлены на основе других технологий.

    Переход к тонкостенным оболочечным конструкциям АВТ и СЭ позволяет создать оптимальные системы минимального веса с необходимой прочностью, жесткостью и долговечностью. Материалы устройств АВТ и СЭ должны обладать высокими механическими характеристиками, обеспечивать работоспособность при высоких температурах, гравитации, вибрации, коррозии. Материалы - никель, алюминий, инвар (сплав железа и никеля) и др. Технологии относятся к безотходным и энергосберегающим. Специальные рецептуры электролитов позволяют уменьшить остаточные напряжения, ухудшающие прочность.

    Разработаны технологические процессы изготовления различных концентраторов АВТ и СЭ, волноводов сложной формы, облучателей, для улучшения направленности потока электромагнитной энергии, зеркальных щелевых, рупорных, пирамидальных антенн.

    Использование технологий позволило решить ряд принципиальных вопросов изготовления конструкций АВТ и СЭ (конструкции с толщиной стенки h <10-3 м, высокоточные поверхности внутренних каналов и отражающие поверхности, неразборные конструкции с плавным переходом от одного сечения к другому и т.д.). Внедрение технологии существенно сокращает материалоемкость и трудозатраты.

    Созданы установки, разработаны технологии и изготовлены:

    Технологии позволяют изготавливать другие изделия АВТ и СЭ, которые используются при разработке объектов аэрокосмической техники, радиоастрономии, энергетики и др.

    На рисунках показаны изделия АВТ и СЭ из никеля, изготовленные на основе разработанных в отделе технологических процессов.

    На рисунке показана параболическая зеркальная антенна (коллимационное зеркало) компактного антенного полигона ГП "КБ "Южное" для комплексных исследований антенно-фидерных устройств космических аппаратов (зеркало размером 5х6 м из 70 трапециевидных двухслойных секций из отражающей поверхности (никель) и подкрепляющего слоя), элементы зеркала изготовлены на основе разработанных в отделе технологических процессов.

    Описание технологий изготовления конструкций АВТ и СЭ, методов расчета их прочности, оптических и электромагнитных свойств освещены

    в монографии:

    1. Гудрамович B. C. Тонкостенные элементы зеркальных антенн / B. C. Гудрамович, И. А. Дисковский, Е. М. Макеев. - К. : Наук. думка, 1986. - 153 с.;

    и более 40 статьях, из которых выделим:

    1. Гудрамович В. С. Технология изготовления антенно-волноводной техники и солнечной энергетики с высокими массогабаритными и оптико-механическими характеристиками / B. C. Гудрамович // Системные технологии. - 2001. - № 2 (13). - С. 3 - 6;
    2. Гудрамович В. С. Технологии изготовления устройств антенно-волноводной техники и солнечной энергетики, основанные на методе электролитического формования / B. C. Гудрамович, А. П. Гайдученко, А. И. Коваленко // Космическая наука и технология. - 2001. - 7. - № 2/3. - С. 66 - 77;
    3. Гудрамович В. С. Эффективные технологические схемы изготовления высокоточных волноводных систем / B.C. Гудрамович // Актуальні аспекти фізико-механічних досліджень. Акустика і хвилі. - К. : Наук. думка, 2007. - С. 94 - 99
    4. Гудрамович В. С. Энерго- и ресурсосберегающие технологии изготовления концентраторов солнечной энергетики / В. С. Гудрамович // Наука, техника и инновационные технологии в эпоху могущества и счастья : Междун. науч. конф., 2013 г., Ашхабад, Туркменистан : матер. конф. - Ашхабад : Ylym, 2013. - Т. 1. - С. 17 - 20.

    Изготовленные на основе разработанных технологий изделия АВТ и СЭ использованы в разработках ГП «КБ «Южное» (КА «Океан»); НПО им. С. А. Лавочкина (КА серии «Марс»); Института космического приборостроения (Москва); НПО «Полет» (Омск); НПО прикладной механики им. М. Ф. Решетнева (Красноярск) и др.

    На протяжении многих лет отдел имел научные связи с Институтом проблем механики РАН; Московским государственным университетом им. М. В. Ломоносова; МГТУ им. Н. Э. Баумана, Сибирским НИИ авиации им. С. А. Чаплыгина (Россия); Вроцлавским политехническим университетом (Польша); Академией наук Туркменистана; Харбинским технологическим институтом (Китайская народная республика).

    Начиная с 1997 г., отдел имел два контракта и участвует в выполнении двух с Украинским научно-технологическим центром (УНТЦ) (финансируются США и Канадой).

    Контракт № 247 "Разработка технологических процессов изготовления и методов проектирования для концентраторов лучистой энергии с использованием технологий и методов проектирования ракетно-космической техники" (1997-1999 гг.) отдел выполнял самостоятельно; контракты № 4133 (2006 - 2008 гг.) - с Институтом проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАНУ, № 4876 (2010 - 2012 гг.) - с другими отделами ИТМ НАНУ и ГКАУ.

    Работы по рассмотренным направлениям исследований отмечены:

    Сотрудники отдела награждены:

    Завотделом является членом Секретариата Национального комитета Украины по теоретической и прикладной механике, членом Правления и сопредседателем комиссии по физико-математическим проблемам механики разрушения Украинского общества по механике разрушения, членом Научного совета "Механика деформируемого твердого тела" при Отделении механики НАН Украины и др., награжден правительственными наградами. В течение 2000-2006 гг. был членом Экспертного совета ВАК Украины.


    СЛУЖЕБНЫЙ АДРЕС:
    Институт технической механики, 15, ул.Лешко-Попеля,
    49600, г. Днепр, Украина
    НОМЕР ТЕЛЕФОНА:
    +38-056-373-29-98
    НОМЕР ФАКСА:
    +38-056-373-29-98
    E-MAIL:

    © 2001 - 2018 Институт технической механики НАНУ и ГКАУ