Прогнозування міцності та ресурсу роботи конструкцій плавучості підводних апаратів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ імені адмірала МакароваРобота виконана в Національному університеті кораблебудування (НУК) імені адмірала Макарова Міністерства освіти і науки України Бурдун Євген Тимофійович, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, завідувач кафедри “Конструювання та виготовлення виробів з композиційних матеріалів” Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Кочанов Юрій Петрович, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, професор кафедри будівельної механіки корабля; Захист відбудеться 13.10.2008 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д38.060.01 Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м.Вирішення питань підвищення якості, надійності блоків плавучості, встановлення обґрунтованих коефіцієнтів запасу міцності та ресурсу роботи блоків плавучості дозволить значно підвищити конкурентоздатність українського глибоководного оснащення та вивести Україну в склад основних світових розробників композиційних легковагомих матеріалів плавучості підводних технічних засобів. Також, не досліджувалися механізми появи ініційованого руйнування (імплозії) елементів блоку плавучості при експлуатації на глибині, фактори структури та складу матеріалу плавучості, що визначають гідростатичний тиск виникнення імплозії. Відсутність методів прогнозування параметрів міцності та ресурсу роботи конструкцій плавучості, що враховують динамічні ефекти при пошкодженні гідростатичним тиском та водопоглинанням, виключає можливість раціонального проектування та створення блоків плавучості з прогнозованими експлуатаційними характеристиками. Наведені в представленій дисертації матеріали використані у науково-дослідних роботах (1995 - 2005 рр.), які виконувалися в університеті в рамках національних програм “Освоєння вуглеводневих ресурсів українського сектора Чорного та Азовського морів”, “Нафта і газ України до 2010 року”: НКИ - 2.1.Р.683 “Разработка нового композиционного легковесного материала плотностью 420…450 кг/м3 для глубоководной техники” (ДР № 019300034713); НКИ - 2.1.Пр.891 “Разработка системы автоматизированного моделирования процессов нелинейного деформирования и разрушения конструкций корабля и глубоководных аппаратов, находящихся под воздействием статических и ударных нагрузок с целью повышения их надежности и долговечности” (ДР № 0193U024753); НКИ - 6.4.2.1047 “Разработка новых высокоэффективных композиционных материалов для глубоководной техники, а также бытовых материалов, созданных на основе волокнистых отходов растительного происхождения” (ДР № 0196U012378); УДМТУ-№1445 “Механіка деформування та руйнування композиційних матеріалів та конструкцій” (ДР № 0102U001018); НУК-№1501 “Дослідження напружено-деформованого стану і механізмів руйнування, розробка математичних моделей міцності і методик проектування оптимальних складів та структур нових композиційних матеріалів плавучості для експлуатації в умовах Світового океану” (ДР № 0103U001796). Вперше побудовані фізично обґрунтовані моделі обсягу пошкодження блоку плавучості гідростатичним тиском, накопичення пошкоджень блоку плавучості водопоглинанням при експлуатації на глибині, які базуються на розвязку задачі розповсюдження нестаціонарної сферичної динамічної хвилі в масиві з використанням статистичних розподілів характеристик компонентів матеріалу плавучості та дозволяють прогнозувати ресурс роботи і коефіцієнти запасу міцності блоків плавучості підводно-технічних систем і комплексів при експлуатації.У першому розділі проведено критичний аналіз стану проблем теоретичного та експериментального дослідження експлуатаційних характеристик блоків плавучості глибоководних технічних засобів, моделювання процесів пошкодження матеріалу блоків плавучості в експлуатаційних умовах, прогнозування значень пошкодження матеріалів плавучості гідростатичним тиском та водопоглинанням в часі. Другий розділ дисертації присвячено аналізу та експериментальному дослідженню факторів впливу на перебіг процесів та обсяги пошкодження матеріалу блоків плавучості при експлуатації під водою в умовах гідростатичного стискання. Для визначення ступеня впливу старіння сполучника на зміну властивостей матеріалу блоку плавучості проведено експеримент з прискореного термічного старіння композитів різного складу. При аналізі результатів випробування моделей блоків плавучості виділено два основних механізми пошкодження дією гідростатичного тиску: 1) Незначне водопоглинання при навантаженні тиском до моменту втрати міцності. Нехтуючи втратами енергії пружної хвилі при відбитті від границі розподілу середовищ та дифракцією на поверхні, отримані компоненти напруженого стану у відношенні до гідростатичного тиску у хвилі, що відбита вільною поверхнею блоку плавучості: Проведено аналіз впливу параметрів руйнування сфери на динамічну складову напруженого стану (17).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ