Dr.Sci. (Eng.), leading researcher, Institute of Mechanics and Engineering
доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт механики и машиностроения
PhD in Technical Sciences, senior researcher, Institute of Mechanics and Engineering
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт механики и машиностроения
The main stages of the birth of thin-walled structures, changes in their relative thickness and mass of a unit area are given; ways of creating perfect thin-walled structures are indicated. The problems arising during the operation of thin-walled structures of complex geometry, as well as approaches and methods of their calculation are noted. To ensure trouble-free operation of a thin-walled structure with a thin-layer coating, under load and exposed to physical fields and environments, it is necessary to correctly diagnose the condition of structural elements. The spline variant of the finite element method in two-dimensional (SV FEM-2) and three-dimensional (SV FEM-3) productions is noted, as well as the synthesis of these variants - SV FEM-2 + SV FEM-3. The combination of the idea of parametrization of the entire domain and approximation of the desired variables within the element by Hermitian cubic splines makes it possible to obtain high-precision consistent finite elements. The developed variants of the finite element method make it possible to evaluate the stress-strain state of structures of complex geometry, including the calculation of multilayer, thin-walled structures with coating and local defects, as well as to take into account specific surface properties other than those of the main array. Studies of stress concentration near local depressions are considered. Two-dimensional experimental and theoretical methods are noted for evaluating the stiffness properties and adhesion of thin-walled, thin-layer and composite structural elements of complex structure, which, along with a distributed complex structure, may have distributed defects. The developments were used in solving specific tasks of a number of enterprises.
Приведены основные этапы рождения тонкостенных конструкций, изменения их относительной толщины и массы единичной площади; указаны пути создания совершенных тонкостенных конструкций. Отмечены проблемы, возникающие в процессе эксплуатаций тонкостенных конструкций сложной геометрии, а также подходы и методы их расчета. Для обеспечения безаварийной работы тонкостенной конструкции с тонкослойным покрытием, находящихся под нагрузкой и испытывающих воздействие физических полей и сред, необходимо грамотно диагностировать состояния элементов конструкций. Отмечается сплайновый вариант метода конечных элементов в двумерной (СВ МКЭ-2) и трехмерной (СВ МКЭ-3) постановках, а также синтез этих вариантов - СВ МКЭ-2 + СВ МКЭ-3. Сочетание идеи параметризации всей области и аппроксимация искомых переменных в пределах элемента эрмитовыми кубическими сплайнами позволяет получать высокоточные согласованные конечные элементы. Разработанные варианты метода конечных элементов дают возможность оценивать напряженно-деформированное состояние конструкций сложной геометрии, в том числе расчет многослойных, тонкостенных конструкций с покрытием и локальными дефектами, а также учитывать специфические поверхностные свойства, отличные от свойств основного массива. Рассматриваются исследования концентрации напряжений около локальных углублений. Отмечаются двумерные экспериментально-теоретические методы оценки жесткостных свойств и адгезии тонкостенных, тонкослойных и композиционных элементов конструкций сложной структуры, которые наряду с распределенной сложной структурой могут иметь распределенные дефекты. Разработки использованы при решении конкретных задач ряда предприятий.