Отзыв ведущей организации (Устойчивость равновесных состояний оболочечных элементов конструкций к силовым возмущениям)

Фа;;;арал, аоа Го:,удас«ств«" «но«:: '«на»ааааа,„рада«рант«««е '70СУДДРЮТВЕКИЬЯ КОСМИЧЕ6ККЙ КАУ АБО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР имени М,В, ХРУНКЧЕВА" а-~ аа«!: аа1О«~~~) к«п «««а1«с "ьз«"'.(."Ол1, пи«з«хл«мР«'.«««к. кмопек;:~',е«', и« «Ела«от«' ~ а ~~(Ч "«О27, '««~, Я««ао ~«~Ч1«~Г«« ~ 7 Р ««а «,ба«" '«,,*'а~«НО", ' УТВЕРЖДАЮ Генеральнь|й конструктор 5,й4Свлют» С.В. Кузнецов 2017 на диссертационную работу Колосова Геннадия Ивановича «Устойчивость равновесных состояний оболочечпых элементов конструкций к силовым возмущениям», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 01.02.06 - «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры» Расчеты на устойчивость при создании сложных крупногабаритных конструкций из тонкостенных оболочек, несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные исследования продолжают оставаться проблематичным В силу того, что при проектировании таких элементов до настоящего времени используются различные методы расчета критических нагрузок с введением понижающих коэффициентов.

этн поправки вводятся на основе экспериментальных данных. Однако такое использование эксперимен- тальных данных обосновано только для онределбнного вида конструкций, на- готавливаемых серийно, и неприменимо, например, при замене производственных процессов илн оборудования и, тем более, при переходе к другим типам оболочек, особенно к оболочкам из композиционных материалов. Актуальность темы диссертационного исследования определяется прежде всего отсутствием расчетно-теоретических методов прогнозирования несущей спосооиости оболочек, но требующих априорных сведений о возможных факторах, отличающих реальный объект от его математической модели.

Целью диссертационной работы Колосова Геннадия Ивановича является разраоотка расчетно-теоретического подхода к прогнозированию нижних границ экспериментальных значений критических нагрузок, гарантирующих у~той~ивос~ь равновесных состояний ооолочечных элементов конструкций. Диссертация состоит их введения, трех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Она включает 185 страниц основного текста, содержащего 62 рисунка и 24 таблицы, а также 15 страниц списка литературы из 153 наименований и 10 страниц приложений. Во введении обсуждены основные подходы к определению коэффициентов устойчивости, используемые при проектировании оболочечных элементов конструкций, и обоснована актуальность разработки расчетно- теоретического подхода к определению границ иеразрушающих нагрузок по исходной конструкторской документации, Изложена структура диссертации и вопросы, рассматриваемые в ней.

В первой главе приведено используемое в работе определение устойчивости А.М.Ляпунова, обобщенное Н,Г. Четаевым, на случай действия на исследуемый объект малых и явно зависящих от времени силовых возмущений. Равновесное состояние оболочки по определению признается устойчивым, если амплитуды отклика на всевозьюжные силовые возмущения ограничены и не растут со временем. Рассмотрены необходимые условия неустойчивости некоисервативных механических систем, при которых кроме дивергентной (бифуркационной) неустойчивости, возможна также н колебательная 1флаттерная) неустойчи- вость, Иа примере неконсервативной циркуляционной системы с двумя степенями свободы показано„что равенство парциальных частот является необходимым, но не всегда достаточным условием возиикновения колебательной неустойчивости.

Достаточные условия неустойчивости в диссертационном исследовании не расс~атривались, так как при их Выполнении Оболо~ки уже не работают в расчетном режиме. Показано, что у осесимметрично нагруженных оболочек при некоторых значениях параметра нйГрузки ВОзможнО суШестВОвание как равных, так и критически близких собстве~ных частот с равными параметрами волнообразования в окружном направлении. Характер возмущенного движения поверхности ооолочки в окрестности этих особых равновесных состояний явился предметом исследования при определении необходимых условий возникновения динамической неустойчивости, угрожающей вызвать исчерпание несушей способности оболочки.

И качестве необходимых условий потери устойчивости оболочки соискатель выдвигает критерий, который постулирует, что опасная ситуация на предмет потери устойчивости оболочки возникает прн тех значениях параметра нагрузки, когда при равных параметрах волнообразования в Окружном направлении наблюдаются перехлесты частотных характеристик. Сформулированный расчетно-теоретическни подход к определению условий, необходимых для развития колебательной неустойчивости напряженных и деформированных оболочек был использован для прогнозирования нижней границы значений критических нагрузок изотропных, ортотропных, вафельных, композитных, цилиндрических„ конических и сферических оболочек В услоВиях ОсеВОГО сжатия и Вне1пнеГО давления.

Во второй Главе представлены результаты расчетного прогнозирования коэффициентов устойчивости изотропных цилиндрических оболочек при ОсевОм сжатии„сОвместном равнОмерном Внешнем давлении и осевом сжатии, Всестороннем Внешнем ДЙВлении, а также стеклопластикОВых и компо" зитных цилиндрических оболочек при осевом сжатии. Для каждого из рас- смотренных расчетных случаев с опорой на имеющиеся В литературе экспериментальные данные показано, что предложенный подход дает надежную оценку положения нижних границ экспериментальных значений критических параметров нагрузки.

Разработанный соискателем расчетно-теоретический подход пол~чил обширное экспериментальное подтверждение. В третьей главе приведены результаты прогнозирования безусловной устойчивости сферических оболочек при равномерном внешнем давлении и конических оболочек при осевом сжатии и внешнем давлении. Установлено, что результаты вычислений коэффициентов устойчивости для сферических оболочек близки к их экспериментально определенным критическим значениям в широком диапазоне безразмерных параметров, а прогнозируемые значения коэффициентов устойчивости для конических оболочек находятся в соответствии с экспериментальными данными.

Представлен метод определения условий возникновения флаттера в системе «сопловой насадок — газовый поток высотного ракетного двигателя, усиленного бандажными кольцами». Заключение содержит обобщающие результаты по работе. Научнан новизна работы состоит в разработке метода расчета, который впервые предоставляет проектировщикам возможность Оценивать границы гарантированной устойчивости осесимметричных равновесных состояний упругих оболочек Вращения нй основе математического моделирования по ИсходноЙ конструкторскОЙ документации без использования ~мпири~~с~~х попрйВОчных коэффициентов.

Достоверность научных результатов Обосновйнй стр~г~Й мйтемйтнче- скОЙ ПОстйнОВкОЙ задач устОЙчивости упругих ОбОлОчек, испОльзОВйнии классических соотношений теории оболочек и валидации результатов прогнозирования границ, гарантирующих устойчивость равновесных состояний оболочек по экспериментальным значениям коэффициентов устойчивости. Выводы диссертации достаточно обоснованы и могут быть успешно применены нй прйктике, Совокупность основных результйтов, сформулиро- ванных в выводах, позволяет утверждать, что цель диссертационного исследования достигнута. По теме диссертации опубликовано 32 работы, из них 19 — статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Программное обеспечение, реализующее разработанный метод, документировано и на него получено два Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Практическая пенность работы состоит в разработке методического и программного обеспечения„готовых к практическому использованию для прогнозирования несущей способности конструктивно-ортотропных и композитных оболочечных элементов перспективных изделий машиностроительных конструкций на ранних стадиях проектирования. Замечания но работе. К замечаниям по работе можно отнести следующее: 1.

В раооте не затронуты вопросы применения ~~т~дов получения нижних границ устойчивости оболочек при использовании численных моделей,, создаваемых с помощью современных программных комплексов. 2. В работе не приведены преобразования, позволившие получить выражение ~2.36), определяющее величину абсолютного минимума критических параметров осевого сжатия шарнирно опертых цилиндрических оболочек. 3, Сопоставление экспериментальных результатов и расчетов критических параметров нагрузок для конических оболочек и вафельных обечаек выполнено и значительно меньшем по сравнению с цилиндрическими оболочками обьеме.

Диссертация Г.И. Колосова является завершенной научноисследовательской работой, содержащей обоснованные теоретические и прикладные результаты, которые имеют важное теоретическое и прикладное значение. В ней дан новый подход к решению проблемы устойчивости оболочек, расширяющий существующие представления об этом явлении и поз- воляющий прогнозировать несущую способность оболочек по их конструк- тинным параметрам на основе математического моделирования, Автореферат полностью соответствует содержанию диссертации.

Отзыв на диссертацию и автореферат одобрен и утвержден на заседании ученых и специалистов расчетного направления Конструкторского бюро «Салют» ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр имени М.В, Хруничева» 10 октября 2017 г., протокол № К010-Дис- 115/17. Начальник службы К010 расчетного направления, к.т.н. Александр Георгиевич Бахтин Кандидатская диссертация по специальности 05.07,02 — Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов Ведущий инженер отдела прочности, к,т,н, Сергей ладимирович Кудинов 2017 г. Кандидатская диссертация по специальности 05.07.03 — Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов Диссертация отвечает ~р~б~вания~, установленным «Положением о порядке присуждения ученых степеней» н утвержденным Постановлением Прзяительстяя РФ от 24 сентября 2013 г.