Отзыв оппонента2 (Исследование и оптимизация высокоградиентных термонапряженных состояний сочлененных оболочечных оболочечных конструкций в технологических процессах энергетического машиностроения)

В диссертационный совет Д 212.125.05 при ФГЬОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» МЛИ 125993, г. Москва, А-80, ГОП-З.Волоколамское шоссе, д.4. ОТЗЫВ официального мшонента на диссертационную работу Мироновой Х!юбови Ивановны «Исследование и оптимизация высокоградиентных термонапряженных состояний со шененшях оболочечных конструкций в технологических процессах энергетического машиностроения», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 01.02.04 — «Механика деформируемого твердого тела» Ак альность темы ~ иссе таз ии Диссертационная работа Мироновой Л.И. посвящена проблемам обеспечения работоспособности, надежности и долговечности элементов конструкций элер~ етического оборудования.

Основные решаемые задачи затрагивают и связывают воедино такие ответственные этапы жизненного цикла конструкций, как проектирование и технологии изготовления. К настоящему времени в России и за рубежом выполнен значительный объем исследований и накоплен богатый опыт по решен1по проблем обеспечения прочности и надежности элементов конструкций в машиностроении. в ракетной. космической, авиационной технике, ядерной энергетике н др. отраслях промышленности, '! ем не менее, сугцествующая тенденция развития перспективной техники обозначила необходимость решения комплекса инженерных задач, в числе которых стоят вопросы выбора основных параметров формообразования элементов. конструкционных материалов. удовлетворякэщих назначению изделия, а также вопросы создания инновационных технологических проектов.

связанных с изготовлением и монтажом энергетических обьектов. Проведенные многочисленные исследования в области теории компоновки и формообразования конструкций энергетических установок, в том числе ядерных реакторов, позволили разработать эффективные методики назначения онгимальцых размеров металлических конструкций. Однако проблемы качественного изготовления сложных технических систем с минимальным остаточным напряженным состоянием сз.руктурных элементов остаются насущными и требуют разработки научно обоснованных методов расчета и выбора не только геометрических характеристик. но и оптимальных режимов технологических операций.

В этой связи решение проблем. связанных с анализом, оценкой и опгимизацией термонапряженных состояний конструкций с учетом полного жизненного цикла «проектирование. изготовление и эксплуатация» остается актуальным и занимает одно из центральных мест в обосновании прочности и безопасности объектов энергетического машиностроения. Цель диссертационной работы Мироновой 1!.И, заключается в разработке адекватных моделей и расчетно-экспериментальных методов исследования параметров термонапряженных состояний оболочечных конструкций. обусловленных локальными гермонагружениями.

Полученные результаты легли в основу разработки методов оптимизации высокоградиентпых термонапряженных состояний сосудов высокого давления, трубных и многослойных конструкций, подверженных неоднородным температурным воздействиям в технологических процессах изготовления, таких как сварка, индукционный нагрев, других операциях заготовительного производства.

Существенный резерв в создании современной техники с повышенным эксплуагациопным ресурсом автор находи1 в разработке и использовании эффективных расчетных моделей. систем критериев качества. алгоритмов оптимизации, базирующихся на принятых зависимостях механики деформируемого твердого тела., теории термоупру|ости и решении экстремальных задач, корректно адаптированных к реальным условиям теплового нагружения.

Такой подход позволя провести оптимизации> сложных конструкций энергетического машиностроения по температурным напряжениям и минимизировать уровни упругопластических деформаций в зонах технологического влияния. 1эешение подобных задач остается актуальным и может быть применимо в друтих сферах отечественной экономики, ракетной, космической отраслях, авиационной промышленности. Вышеизложенное дает основание утверждать, что тема диссертации имеет научное и практическое значение, является актуальной. а применение выполненных разработок позволит внести значител ный вклад в экономику энергетической ограсли за счет внедрения инновационных проектов.

направленных на обеспечение длительной прочности, надежности и производства изделий с высокими качественными свойствами. Ст нту а и объем аботы Диссертационная работа состоиз из введения, семи глав, основных выводов. списка литературы из 1112 наименований и двух приложений. В приложении Л предшавлены алгоритмы выполненных автоматизированных вычислений в программной среде ЕАВЧ1Е%, в приложении Б — акты и справки внедрения резулгнатов проведенных исследований. Диссертация изложена на 322 листах машинописного текста.

вк:почает ЗЗ таблицы и 111 рисунков. Автореферат, изданный на правах рукописи, содержит 43 с границы. Материалы, из;южепные в автореферате, достаточно полно отражак>т содержание диссертапии Мироновой Л.И, !1релставленные в диссертации результаты исследований полностью отражены в 45 работах, опубликованных автором в период с 2006г, по 2014г. Среди них 27 статей в изданиях. входящих в 11сречень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий 13Л1х РФ.

одна монография, статьи в сборниках научных трудов и материалах научных конференций различного уровня. Наччнаи новизна ез льтатов иесе таг ии В процессе работы автором выполнены теоретические и эксперимента:п,ныс исследования. имеющие несомненную научную новизну. среди которых, в первую очередь, следует отметить: - Базируясь на классические методы механики деформируемого твердого те:ш, в числе которых; теория тонких оболочек, вариационныс принципы, теории упругости и термоупругости. автор развил и реализовал новые подходы в исследовании термонапряженного состояния элементов конструкций, подверженных действию высоких темцергнур и адаптированных к технологическим операциям сварки и термической обработки.

Применен новый расчетно — феноменологический метод в математическом моделировании предельных состояний конструкции, обусловленных дейсгвисм локальных источников тепла высокой интенсивности. До настоягцего времени закой подход к решению поставленных задач не разрабатывался и не применялся. — На основе минимизации функционала упругой энергии деформации оболочки разработан универсальный подход к определению экстремальных температурных полей и сопоставимых уровней температурных напряжений.

Это позволило применить единую методику решения температурной задачи в исс.тедовании переходных термонапряя<енных состояний оболочечных конструкций и выявить механизмы образования упругонластических деформаций в зонах технологического влияния. 1'азработанные математические модели легли в основу оптимизационных моделей, минимизирукнцих остаточныс напряжения в реальных сварных конструкциях энергетического машиностроения. Построены новые математические модели определения полей температурных напряжений и деформаций для двух пересекающихся цилиндрических оболочек с учетом особенностей изменения контура в местах сочленения и разнотолц!ипности меридиональцой стенки.

Разработанные модели легли в основу методов оптимизации сварных соединений обечаек, сферических днищ и патрубков, позволивших получить конструкции с минимальным остаточным напряженным состоянием. Проведено теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния сварной конструкции алюминиевого бака.

Определены поля упругих и упругопластических деформапий в зонах термического влияния с учетом особешюстей нъюжения продольных и кольцевых сварных швов. - Проведено математическое обоснование построения оценочных весовых функций и показана целесообразность применения предложенного расчетно-феноменологического подхода в развитии уточненных методов исследования предельных термонапряжснных состояний. обус:ювленных локальными высокоградиентными темпсратурными воздействиями, Проведены экспериментальные исследования термонапряженпо~о состояния алюминиевой сварной трубной конструкции на основе корреляции механического и металлографичсского методов исследования. Разработаны оригинальные методики, новые средства нагружения и измерения деформаций, подтвержденные патентом на изобретение.

'Это, несомненно. определяет новизну и ориг инальность диссертационной работы. В диссертации получены следукнцие важные на чные еззльтатщ: - На основе разработанных методов и расчетных моделей проведено теоретическое исследование остаточных напряжений в продольных и кольцевых сварных швах подпигочного бака. изготовленного из деформируемого алюминиевого сплава АМгб. Определен характер распределения уцругопластических деформаций в зонах термического влияния. Выявлены особенности сварки азкэминиевых сплавов и определены уровни максимальных температурных напряжений в случаях образования окисной пленки А1.0з, как на поверхности металла, так и непосредственно в процессе сварки.

Установлено, что возникающие в поперечных сечениях сварные напряжения продольного шва обсчайки выше сварных напряжений кольцевого соединения днища, и зависят от температурного режима сварочной ванны. Показана принципиалыия возможность регулирования уровня осгагочных напряжений с учетом применения специальных подложек. формирующих сварной шов. и управления режимами охлаждения. Проведен анализ временных и остаточных перемещений, возникающих непосредственно в процессе сварки обечайки и днища сосуда, получены формулы к определению продольных и кольцевых прогибов в зависимости от способов фиксации стыкового соединения и закрепления торцов.

Установлены соотношения между эффективной тепловой мощностью ду~и источника и температурными усилиями, обусловленными высокоградиентными температурными полями. Выявлены зависимости между параметрами сварки !скорость сварки, величины сварочного тока и падения напряжения на дуге) и максимальными уровнями температурных напряжений.