Отзыв ведущей организации (Разработка методов и совершенствование технических средств оценки работоспособности эластомерных клеевых соединений конструкций летательных аппаратов)

Федеральное государственное бюджетное учреждение наукиИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИРоссийской академии наукТВЕРЖДАЮ»Н ИПРИМ РАН, д.т.н.Власов А.Нмая 2016 г.125040, Москва, Ленинградский пр-т, д.7, стр.1тел. (495)946-18-06, 946-18-02; факс: (495)946-18-03е-та11:1ат@1ат.га5.гиИсх. №2 0 1 6 г.Отзыв ведущей организации на диссертацию Терехина АлександраВасильевича на тему «Разработка методов и совершенствование техническихсредств оценки работоспособности эластомерных клеевых соединенийконструкций летательных аппаратов», представленную на соискание ученойстепени кандидата технических наук по специальностям01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры и01.02.04 - Механика деформируемого твердого телаЭластомерные клеевые соединения деталей и элементов конструкцийобладают целым рядом преимуществ перед соединениями других типов(отсутствие остаточных напряжений и охрупчивания, умереннаярегулируемая жесткость, отсутствие нарушений структуры соединяемыхдеталей и т.д.), чем и объясняется широкое использование такого типасоединений на практике.

В то же время такой способ соединения деталейобладает рядом недостатков (низкая термостойкость, реономное поведение).Главным фактором, сдерживающим использование эластомерных клеевыхсоединений, является недостаточная изученность их прочностных свойств посравнению с соединениями других типов (сварными, заклепочными,болтовыми и др. соединениями). Особенно это касается реономных свойствэластомерных клеевых соединений (ползучести, релаксации напряжений,длительной прочности), которые недостаточно изучены как сэкспериментальной точки зрения, так и в плане теоретическогомоделирования соответствующих эффектов и явлений.Актуальной тематике экспериментального исследования итеоретического моделирования прочностных свойств и реономногоповедения эластомерных клеевых соединений и посвящена рецензируемаядиссертационная работа.Целью рецензируемой диссертации в прикладном плане являетсяусовершенствование методов лабораторной отработки эластомерныхклеевых соединений элементов конструкций летательных аппаратов дляобеспечения их безотказной работы.

Здесь, прежде всего, речь идет об учетереономных свойств эластомерных клеевых соединений. Для достижениясформулированной цели были поставлены и успешно решены задачиэкспериментального исследования и теоретического описания явленияползучести и длительной прочности клеевых соединений при воздействиинагрузки и повышенной температуры. Рассмотрены не только стандартныедля теорий ползучести и длительной прочности условия постоянстванагрузки и температуры, но и переменные (циклические) воздействия.Решение перечисленных выше задач позволит применить полученные вдиссертации результаты в процессе работы таких организаций, как ГНЦ РФОА «ОНПП «Технология» им. А.Г. Ромашина», Институт машиноведенияим.

А.А.Благонравова, МГТУ им. Н.Э. Баумана, АО «Государственноемашиностроительное конструкторское бюро «Вымпел» им. И.И. Торопова»,АО «Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Факел»им. академика П.Д. Грушина», АО «Опытное конструкторское бюро«Новатор» им. Л.В. Люльева», ВГУП "НПО им. С.А. Лавочкина", ОАО «РКК«Энергия» им. СП. Королева» и др.В диссертационной работе получен целый ряд новых результатов. Это,прежде всего, способ анализа процесса деформирования эластомерногоклеевого соединения, учитывающий не только упругие, но и вязкоупругиедеформации адгезива, метод оценки длительной прочности эластомерныхклеевых соединений в зависимости от действующих напряжений итемпературы, основанный на степенном уравнении длительной прочности,защищенный патентом индукционный способ теплового нагруженияконструкций, содержащих клеевые соединения, защищенный патентомспособ испытаний на прочность оболочки типа тела вращения.Практическое значение диссертации определяется тем, что в нейприведены результаты испытаний и теоретического моделированияповедения конкретных узлов ЛА, содержащих клеевые соединения,созданные при помощи широко используемого на практике герметикаВИКСИНТ У-2-28.

Разработанные экспериментальные методы итеоретические модели позволяют существенно удешевить процедуруотработки новых элементов конструкций ЛА, содержащих эластомерныеклеевые соединения. К существенной экономии средств приведет такжепредложенный в диссертации способ разборки эластомерногоклеемеханического байонетного соединения, не приводящий к разрушениюили повреждению дорогостоящих компонент.Обоснованность предложенных в диссертации теоретических моделейопределяется тем, что получены эти модели в рамках фундаментальныхподходов механики деформируемого твердого тела и прикладнойматематики.

Кроме того, достоверность результатов работы подтвержденасравнением с экспериментальными данными, как самого диссертанта, так идругих авторов. Так, установлено, что расчетная долговечность дляэлементов конструкций, определенная по предлагаемым методикам,отклоняется от средних значений экспериментально определяемойдолговечности на величины порядка 3 0 % , что является очень хорошимпоказателем для долговечности в силу колоссального разброса этойвеличины.Работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы.Во введении определяются объект исследований, цели, задачи и методыработы, ее место среди других исследований, посвященных той же тематике.Первая глава носит обзорный характер. В ней приведены краткиесведения о структуре и свойствах эластомеров, известных методов описанияэтих свойств, критериев прочности накопления повреждений и разрушения,используемых для эластомеров.

Приведены общие сведения о конфигурацияхи свойствах эластомерных клеевых соединений и методах их прочностногорасчета и испытаний.Во 2 главе изложены теоретические модели, описывающие процессыдеформирования и разрушения эластомерных клеевых соединений. Дляописания упругих деформаций эластомера применяется аппарат теорииконечных упругих деформаций. В частности, показано, как можно описыватьпроцесс упругого деформирования в состоянии простого сдвига наосновании экспериментальных данных по одноосному растяжению. Дляописания деформаций ползучести используются подходы теории линейнойнаследственной вязкоу пругости. Для определения времени до разрушенияпредложен алгоритм, основанный на степенной теории длительнойпрочности.В третьей главе работы описаны те модификации испытательногооборудования, которые были предложены для испытаний эластомерныхклеевых соединений.

В частности там описан защищенный патентоминдукционный способ теплового нагружения испытываемых элементовконструкций, авторская установка для испытаний клеевых соединений вусловиях контролируемой нагрузки и температуры, а также установка дляиспытаний клеевых соединений при термовибрационном нагружении.В четвертой главе приводятся результаты модельных испытанийэлластомерных клеевых соединений, созданных с помощью герметикаВИКСИНТ У-2-28. На основании данных кратковременных испытанийстандартных образцов на растяжение показано, что потенциал Муни -Ривлина лучше описывает экспериментальные данные, чем потенциалТреолара. Изложены результаты испытаний на ползучесть при сдвигеклеевого соединения.

Показано, что эти результаты неплохо описываютсялинейно наследственной теорией вязкоупругости с ядром Вронского.Приведены результаты испытаний клеевых соединений на длительнуюпрочность и их аппроксимации в рамках степенного уравнения кривойдлительной прочности. Сформулирован метод описания длительнойпрочности клеевого соединения.В пятой главе изложены результаты экспериментальных исследованийреальных элементов конструкций ЛА, содержащих клеевые соединения.Рассмотрены как малогабаритные, так и крупногабаритные конструкции.Приведены результаты сопоставления расчетных и экспериментальныхданных. Приведены результаты испытаний при термовибрационныхвоздействиях. Описан способ демонтажа клеевых соединений, неповреждающий дорогостоящие узлы.Заключение содержит основные выводы, полученные в диссертации.По теме диссертации соискателем опубликованы 15 научных работ,среди которых 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ, двестатьи в журналах, индексируемых в международных базах цитирования, 2патента на изобретения.

Данные публикации, также как и авторефератдиссертации, достаточно полно отражают основные положения и результаты,полученные в работе.1.Замечания по тексту диссертации.Примененный в диссертации критерий различия между длительной икратковременной прочностью (граница - 8 0 сек.), связанный соскоростью движения подвижной траверсы испытательной машинывыглядит достаточно условно. На самом деле, критерий разделения надлительную и кратковременную прочность можно было бы связать с2.3.4.«выполаживанием» кривой длительной прочности для достаточновысоких значений действующих напряжений.В табл. 4.3 приведены экспериментальные данные по кратковременнойпрочности клеевого соединения при различных температурах (средниезначения предельного напряжения, определенные по несколькимобразцам и погрешности - в последней строке таблицы).

Не понятно,что здесь понимается под погрешностями? Обычно для небольшихколичеств образцов определяют ширину доверительного интервала покритерию Стьюдента при заданной доверительной вероятности.Однако, значение доверительной вероятности здесь не указано. Еслиже под погрешностью понимается просто максимальное отклонениеизмеренной величины от среднего значения, то такая характеристикамало о чем говорит, поскольку ее значение может расти приувеличении количества испытаний, в то время как достоверностьопределения среднего значения, должна при этом также расти.Для описания длительной прочности эластомерного клеевогосоединения в диссертации используется степенное уравнение Г.М.Бартеньева с коэффициентом и показателем, являющимисяопределяемыми в эксперименте функциями температуры.

В то жевремя, для описания длительной прочности полимеров хорошозарекомендовало себя и широко используется экспоненциальноеуравнение термофлуктуационной теории С.Н. Журкова, в которомфункциональная зависимость от температуры определяется физикойпроцесса разрушения и не требует экспериментального определения. Втексте диссертации следовало бы более подробно и убедительнообосновать такой выбор модели длительной прочности.Достаточно большая по объему часть диссертации посвященаизложению способа описания больших упругих деформацийэластомеров. В теориях конечных деформаций рассмотрения могутпроизводиться в различных конфигурациях (начальной, актуальной),используются различные тензора деформаций (Грина, Альманзи, Генкии др.) и различные тензора напряжений (Коши, Пиолы - Кирхгофа 1или 2 рода, и др.).

В этих условиях необходимо обязательно указывать,в какой конфигурации (начальной или актуальной) идет рассмотрение,о каких именно тензорах деформаций и напряжений идет речь. В текстедиссертации компоненты напряжений и деформаций упоминаютсявпервые на стр. 19 и 20. Лишь на стр. 7 1 упоминается левый тензорКоши - Грина, откуда в принципе можно догадаться, что под тензоромдеформаций, упомянутом впервые на стр. 2 0 , имеется в виду именнотензор Коши-Грина. О виде используемого тензора напряжений ничегоне сказано.5/Не совсем понятно, зачем в первой главе на 5 страницах приведенатаблица 1.2, в которой перечислены названия 4 4 ГОСТов и Стандартов,связанных с определением прочности клеевых соединений. Таблицуэту без всякого ущерба для понимания работы можно было быопустить.Сделанные замечания не влияют на общую положительную оценкудиссертации.ЗаключениеРассматриваемая диссертация является самостоятельной, завершеннойнаучно-квалификационной работой, посвященной решению актуальныхнаучно - технических проблем и содержащей элементы научной новизны.Достоверность полученных результатов и их прикладное значениенесомненны.