Отзыв_на_дисс_Хроматов_1 (Разработка методики расчета и проектирования актюаторов дискретного действия)

Отзыв официального оппонентана диссертацию Николаевой Анны Сергеевны «Разработка методики расчета ипроектирования актюаторов дискретного действия», представленную на соискание ученойстепени кандидата технических наук по специальности 01.02.06 - Динамика, прочностьмашин, приборов и аппаратуры.Актуальность темыВ настоягцее время микро-электро-механические системы (МЭМС) получили широкоераспространение в технике. Они используются в энергетике, авиакосмическойпромышленности, автомобилестроении, медицине и фармакологии. В зависимости отназначения применяют различные типы актюаторов: электромагнитные, пьезоэлектрические,биметаллические, термо-пневматические.

Представленная работа посвяш;енабиметаллическим актюаторам. Деформации таких актюаторов обусловленыбиметаллическим эффектом. Их область применения разнообразна и включает в себя:термомеханические переключатели, реле, предохранители, микрозеркала, микрозахваты,микропереключатели и др.

Хорошо известны биметаллические актюаторы куполообразнойформы, которые изменяют направление кривизны на обратное, прощелкивая придостижении критической температуры. Актюаторы куполообразной формы могут бытьпредставлены как тонкостенная оболочка врагцения, но сугцествующие аналитическиеметодики не позволяют в полной мере и с требуемой точностью учесть все особенностинелинейного деформирования биметаллических актюаторов. Для полного анализа их работынедостаточно исследовать процесс деформирования только в докритической области илирассматривать задачу в линейной постановке. Процесс деформирования биметаллическихактюаторов является суш;ественно нелинейным и требует создания уточненных методик сиспользованием подходов многокритериальной оптимизации. Применение для численногоисследования конечно-элементных комплексов связано с большим временем счета на ЭВМ, ав ряде случаев трудозатратно и нерационально, поскольку требует многократногоперестроения сетки при варьировании геометрических параметров конструкции.Таким образом, актуальность работы определяется необходимостью решения важнойприкладной научно-технической задачи, посвященной расчету и проектированиюактюаторов дискретного действия, применяемых в конструкциях электрических аппаратов имашин, магнитоуправляемых контактов (герконов) для повышения их качества инадежности срабатывания.1Оценка новизны и достоверности полученных результатовДля анализа процесса нелинейного деформирования актюаторов использовалиськлассические модели нелинейной теории оболочек вращения.

Задача сводилась к краевойзадаче для системы нелинейных дифференциальных уравнений и системе нелинейныхалгебраических уравнений высокого порядка, зависящих от нескольких параметров. Дляанализа осесимметричных актюаторов применялся метод продолжения по параметру. Длясинтеза - метод смены подпространства управляющих параметров в сочетании смногопараметрическим подходом. Данные методы реализованы в разработанных авторскихпрограммах «Актюатор 1.0» и «Актюатор 2.0».К новым научным результатам диссертационной работы Николаевой А.С. можноотнести следующие:• Разработана численная методика проектирования актюаторов дискретного действия,позволяющая совершенствовать существующие и создавать новые.• Предложен алгоритм, реализующий плавный переход между подпространствамипараметров при движении по поверхности равновесных состояний.• Получены результаты, проясняющие влияние различных параметров на процесснелинейного деформирования актюаторов дискретного действия.• Созданы новые конструкции актюаторов дискретного действия, защищенныепатентом.Достоверность научных положений и полученных результатов обеспечивается:•Строгим использованием концепций классической теории нелинейногодеформирования оболочек вращения и математического аппарата.•Проверкой разработанного алгоритма и программы расчета на модельных итестовых задачах.•Сопоставлением и совпадением полученных численных результатов сэкспериментальными данными, полученными другими авторами.Практическая значимость диссертационной работыПо результатам работы созданы авторские программы «Актюатор 1.0», «Актюатор2.0», предложены новые конструктивные формы актюаторов.

Подана заявка насвидетельство о регистрации авторской программы.2Представлены рекомендации по рациональному проектированию актюаторовсложной геометрической формы.Практическое применение результаты работы нашли в ООО «Сенсорные системыМГТУ им. Н.Э. Баумана». Разработаны новые конструкции мехатронных устройств.Оценка содержания и оформления диссертационной работыДиссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы иприложений. Работа включает в себя 154 страницы машинописного текста, содержащие 9 6рисунков и 15 таблиц. Библиографический список содержит 162 наименования.Во введении обсуждается актуальность работы, сформулирована цель диссертации,научная новизна и практическая ценность работы.В первой главе приводится обзор и анализ литературы, но истории создания исовременному состоянию термобиметалических элементов, применению актюаторовдискретного действия в конструкциях МЭМС.Во второй главе приводятся основные соотношения, используемые для анализанелинейного поведения актюаторов дискретного действия.

Для анализа процессовнелинейного деформирования осесимметричных биметаллических актюаторовиспользовалась одномерная расчетная схема осесимметричной двухслойной оболочки иуравнения нелинейной механики деформируемого твердого тела для тонких упругихоболочек.В третьей главе излагается методика численного анализа и синтеза нелинейныхпроцессов деформирования актюаторов дискретного действия. Описана авторская программадля решения задач анализа и синтеза осесимметричных актюаторов: приводятся блок схемы,примеры входных данных и результаты полученных результатов.В четвертой главе приведены результаты проверки достоверности результатов расчета,полученных по алгоритмам разработанных методик.

Результаты расчета сравниваются сизвестными решениями тестовых задач, экспериментальными результатами и результатамирасчетов в конечно-элементном программном комплексе АК8У8.В пятой главе проводится расчет реальных и перспективных актюаторов дискретногодействия сложной геометрической формы по разработанной методике.Диссертация качественно оформлена, написана хорошим и понятным для читателяязыком, ее автор А.С. Николаева продемонстрировала хорошее знание литературы порассматриваемой тематике.,3По теме диссертации А.С. Николаевой опубликовано 10 научных работ, из них 4статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья в зарубежномнаучном издании.Автореферат полно и точно отражает содержание и результаты диссертации.Замечания но диссертационной работе1. Во введении было бы целесообразно дать определение рассматриваемого объекта«актюатор», что понимает автор под задачей анализа и задачей синтеза.2.

При рассмотрении краевой задачи принимаются условия шарнирного опираниявнешнего края куполообразного актюатора. Было бы целесообразно дать обоснование этихкраевых условий, рассмотреть случай жесткого закрепления края. По возможностипроизвести расчеты для этих двух случаев краевых условий и произвести сравнениерезультатов расчета.3. Основным достоинством представленной работы является создание программ«Актюатор 1.0» для анализа рассматриваемых конструкций и «Актюатор 2.0» для их синтеза(проектирования). Достоверность получаемых по этим программам результатов проводитсяпутем сравнения с расчетами по конечно элементной программе в АМ8У8.

В работе нетсравнения времени счета по этим программам.4. Все расчеты проводились в предположении упругих деформаций при большихперемещениях (нелинейная задача). В диссертации оговаривается, что представленнаяпрограмма позволяет производить расчет всех характеристик напряженнодеформированного состояния оболочек. Было бы целесообразно привести значениявозникающих напряжений и сравнить их с пределом пропорциональности рассматриваемыхматериалов.5. Работа состоит из 5 глав.

Соответсвенно и рисунки имеют двойную нумерацию.Также следует давать и двойную нумерацию таблиц. Приведенная сквозная нумерациятаблиц не соответствует ГОСТ и затрудняет их поиск по тексту. На стр. 95 рис. 4.6 чернобелый, а описание в тексте указывает на красные и синие линии.ЗаключениеДиссертационная работа А.С. Николаевой является самостоятельной, завершеннойнаучно-квалификационной работой, в которой обобщена и решена важная прикладнаянаучно-техническая проблема, связанная с расчетом и проектированием актюаторов сдискретной характеристикой, используемых в конструкциях современных техническихустройств.

Диссертация отвечает требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским4диссертациям, а ее автор, Николаева Анна Сергеевна, заслуживает присуждения ей ученойстепени кандидата технических наук по специальности 01.02.06 - Динамика, прочность,машин, приборов и аппаратуры.К.т.н.,профессор кафедры Динамики и прочности машинФГБОУ ВО Национальный исследовательский универ^ ет«МЭИ»Адрес: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14.Тел.: 8(495) 362-77-00е-та11: к1ггота1:оууу@тре1.гиО3 02 2 О '^6Подпись профессора кафедФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ>;В.Е. Хроматова удостоверЙбЗаместитель начальника УправленияУправление по работе сХроматовВасилий ЕфимовичЕ.Ю.