Воскресенье, 24.02.2019, 12:16
Приветствую Вас Гость | RSS

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Комитет науки

Институт механики и машиноведения имени академика У.А.Джолдасбекова

Мини-чат
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Каталог файлов

Главная » Файлы » Научная деятельность ИММаш

Основные результаты НИР за 2007-2009 гг. в рамках фундаментальной программы «Актуальные проблемы физики, математики, механики и информатики
[ Скачать с сервера (226.5 Kb) ] 19.03.2010, 16:15

Основные результаты НИР за 2007-2009 гг.

 

в рамках фундаментальной программы «Актуальные проблемы физики, математики, механики и информатики»

по направлению 1.8 «Проблемы геомеханики, механики деформируемых твердых тел и горных пород, разработка методов расчета подземных сооружений нефтегазовой и горнорудной отраслей»

 

Результат мирового уровня.

 

Впервые в геодинамике установлены локальные резонансные явления в Земле, являющиеся триггерным механизмом землетрясений. Георезонансный эффект обнаружен при исследовании потери устойчивости колебания упругой Земли под действием сил инерции вращения и приливообразующих сил, вызываемых воздействием движущихся во времени по своим орбитам внешних небесных тел, в частности, Луны и Солнца. Выявлено, что доминантные периоды свободных колебаний и доминантные периоды колебаний, обусловленные потерей упругой устойчивости деформирования, одного и того же порядка. Этот резонанс характеризует резкий локальный рост меры динамической восприимчивости Земли к приложенным силам. Реализацией явления на компьютере установлено совпадение времени и места георезонансов различной мощности со временем и местом ряда ретроспективных землетрясений, а также показано, что исследование георезонанса на перспективу можно использовать в качестве предвестника будущих землетрясений.

Построенная теория георезонансов полностью согласуется с законами А.Перре о повышении числа землетрясений при увеличении интегрального приливного воздействия на Землю со стороны Луны и Солнца.

Теория георезонансов обсуждена, поддержана и опубликована в трудах международной научной конференции «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» (Новосибирск, 2009), Third congress of the world mathematical society of Turkic countries (Almaty, 2009); рецензирована и опубликована в International Journal of Academic Research «Mathematics and Technology» (Baku, 2010).

 

Значимые результаты.

 

            Решена осесимметричная задача о напряженно-деформированном состоянии вращающегося сжатого упругого и вязкоупругого эллипсоида, подверженного расширению под действием равномерного давления. Определены возмущения напряжений, приводящих к потере устойчивости эллипсоида. Исследовано напряженно-деформированное состояние литосферы в случае вязкопластической модели. Определены утонения и утолщения литосферы. Получено, что по линиям  утонения происходит разбиение литосферной оболочки на литосферные плиты. Этот вывод согласуется с механизмом возникновения мировой системы рифтов в результате потери устойчивости литосферной оболочки при малом ее расширении.

            Рассмотрена математическая модель эволюции напряжений в зоне глубинного разлома в земной коре в предположении, что разлом подвержен действию затухающих с глубиной сдвиговых напряжений, а заполняющий разлом материал имеет увеличивающиеся с глубиной свойства ползучести. В условиях поперечного сдвига исследованы напряженно-деформированное состояние и медленные движения земной коры,  когда  материал разломной зоны находится в условиях диффузионной или компрессионной   ползучести, а разломная зона моделируется ньютоновской жидкостью большой вязкости. Получены перемещения в среде, скорости смещений берегов разлома и эволюция среднего уровня напряжений в зоне зацепа. Установлено, что при постоянных фоновых напряжениях происходит падение напряжений в зоне асейсмического скольжения и увеличение среднего уровня напряжений в зоне зацепа. 

Построена целостная геодинамическая картина  части литосферной плиты северного борта Заилийского Алатау. Установлены закономерности появления сильных концентрации напряжений в Алматинском и Заилийском разломах и их вероятные места в глубинах земной поверхности. Разработана механико–математическая модель литосферной плиты с ее блочным строением. Разработаны алгоритмы и расчетные схемы метода конечных элементов применительно к решению задач геодинамики Северного Тянь–Шаня.

            Сформулирована задача релей- тейлоровской неустойчивости двухслойной и трехслойной неньютоновской вязкопластической среды;  выведены основные соотношения начально-краевой задачи для возмущений  в плоской, осесимметричной и пространственной постановках;  проведен численный анализ скорости роста возмущений в зависимости от различной реологии слоёв;  показано, что совместное действие тектонических усилий и неоднородности реологии приводят к неоднородному распределению диапиров по пространству и формированию разномасштабных характерных их размеров. Исследовано  напряженно-деформированное состояние осадочного чехла и подсолевого ложа и дана оценка вероятных нефтегазовых ловушек.

В зависимости от физико-механических и геометрических параметров определено напряженно-деформированное состояние транстропного массива с круговой полостью неглубокого заложения при стационарной дифракции упругих SH-волн сдвига. Теоретически исследованы дифракции упругих стационарных SH- волн в горизонтальных одиночных и параллельных сближенных штрекообразных полостях круговых и некруговых поперечных сечений, проведенных в анизотропном массиве горных пород с наклонной плоскостью изотропии к горизонту при антиплоской деформации. Разработаны алгоритмы и объектно-ориентированные пакеты прикладных программ на языке высокого уровня. Проведены многовариантные расчеты и установлены закономерности распределения расчетных напряжений вблизи одиночных и параллельных полостей и давлений на их жесткие недеформируемые обделки в зависимости  от входящих геометрических и физических параметров.

Построены разрешающие граничные интегральные уравнения и разработана детализированная численная методика получения дискретных аналогов граничных интегральных уравнений и формул представления напряжений для второй краевой задачи статики упруго-пластического тела. Смоделировано упруго-пластическое равновесие в окрестности подземных полостей при действии сил собственного веса и действии квазистатических нагрузок. Проведен расчет и анализ напряженно- деформированного состояния нетронутого массива в окрестности взрываемого заряда конечной длины. Рассмотрено воздействие шпуровых зарядов различной длины и проведено сравнение степени их воздействия. Исследовано влияние взрывных воздействий от системы зарядов на обнаженную поверхность, на частично отделенный от массива целик и на отдельный опорный целик.

Найдено упругое и упругопластическое напряженно-деформированное состояние и создан метод расчета прочности пород приконтурной зоны обладающей кольматационным экраном вертикальной скважины в массиве с неоднородностью механических свойств. Дана оценка влияния параметров неоднородности и физико-механических свойств массива на устойчивость упругопластического равновесия стенок вертикальной скважины. Решена центрально симметричная упругопластическая задача о  напряженно-деформированном состоянии пород приконтурной зоны подземной сферической полости при модифицированном условии пластичности Треска-Сен-Венана,  учитывающем разупрочнение материала и его переход в область запредельного деформирования (рассмотрены упругая область, зона разупрочнения и зона разрушения).

Исследовано основное предкритическое состояние, найдены частоты свободных колебаний, установлены динамические формы потери устойчивости заполненных вязкой жидкостью трубопроводов с учетом импульса внешних сил.     

            На основе энергетического принципа и метода конечных элементов развит метод исследования, разработан вычислительный алгоритм и создан пакет прикладных программ расчета термоупругости цилиндрических и трубчатых тел.

Исследованы ультраволновые процессы с локализованными нелинейными механизмами диссипации энергии, изгиб тел с переменными механическими характеристиками в неравномерном температурном поле, получены аналитические решения уравнений теплопроводности с переменными и разрывными коэффициентами, нелинейных параболических уравнений. Получены аналитические решения нелинейных задач о субгармонических, ультрагорманических и затухающих колебаниях с контактным сухим трением. Найдены общие закономерности для локализованных и распределенных контактных трений.

            Исследована динамика железнодорожного рельса с учетом влияния системы колес, ударов колес о торцы рельсов, распространения и отражения упругих волн между колесами и от торцов, стыков между рельсами, влияния шпал, трения качения. Для решения задач о напряженно-деформированном состоянии рельса привлекались методы двухкратного преобразования Лапласа-Карсона в совокупности с методом А.Н.Тюреходжаева частичной дискретизации нелинейных дифференциальных уравнений.

            Методом частичной дискретизации систем дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами и систем нелинейных дифференциальных уравнений изучен изгиб неоднородных, составных, несоставных и нелинейных пластин, оболочек и оболочек  вращения. Рассмотрено движение твердого тела с одной закрепленной точкой применительно к гироскопическим приборам.  Изучена устойчивость упругих стержней на воздействия распределенных и переменных нагрузок, выполнена оценка отклонения критической силы.

            По результатам фундаментальных исследований опубликовано 29 научных статей в дальнем зарубежье, 54 научные статьи в СНГ, 205 научных статей в Республике Казахстан. Сделано 30 научных докладов в дальнем зарубежье, 43 научных доклада в СНГ, 132 научных доклада в Республике Казахстан. Издано 3 монографии, 15 учебных пособий. Защищены 4 докторские диссертации, 8 кандидатских диссертаций.

 

 

Основные результаты НИР за 2007-2009 гг.

 

в рамках фундаментальной программы «Актуальные проблемы физики, математики, механики и информатики»

по направлению 1.9 «Разработка методов анализа и синтеза механизмов машин и робототехнических систем»

 

Результаты мирового значения в области теории механизмов и машин:

- впервые разработана общая теория механизмов с двумя степенями свободы и с одним входом, обладающих неизвестным ранее эффектом силовой адаптации, при котором скорость движения рабочего органа изменяется самостоятельно в силу природы механизма в зависимости от нагрузки на нем, (результаты опубликованы в журнале Journal "Mechanisms and Manipulators”. ISSN 15834743. Vol. 6. Nr. 2. Bucharest, Romania, 2007.)

-разработана новая модель циклограммы машины-автомата в виде векторных многоугольников, сохранив при этом наглядность существующих линейных циклограмм и возможности использования ЭВМ для оптимизации циклограмм механизмов машин с учетом точности их изготовления и работы, а также взаимодействия механизмов друг с другом, (результаты были обсуждены, поддержаны и  опубликованы в трудах III-rd International Conference "Power transmission 09”, 2009, Chalkidiki, Greece)

- разработан новый  метод жесткостной штрафной функции для динамического анализа механизмов переменной структуры  упругими звеньями, (результаты были обсуждены, поддержаны и  опубликованы в трудах  12th World Congress in Mechanism and Machine Science (Besanson, France, 2007).

 

Значимые результаты:

      

Составлен метод с использованием уравнений движения исполнительных и передаточных механизмов с существенно упругими звеньями, который  позволяет автоматизировать построения математической модели многомассовых механических систем.

       Разработан новый универсальный метод кинетостатического анализа механизмов высоких классов переменной структуры с использованием основ метода вставки кулисной пары в кинематическом анализе.

       Получены алгоритмы анализа структуры пространственных многоконтурных механизмов, в том числе механизмов высоких классов. Синтезирован новый пространственный рычажный передаточный механизм с тремя выстоями на выходном звене за один оборот входного звена (кривошипа).

Разработан оптимизационный метод кинематического синтеза двухэлементного звена с различными парами с точным воспроизведением заданных положений ведомого звена синтезируемого механизма.

       Разработаны аналитико-оптимизационные методы, алгоритмы и программы динамического синтеза манипуляторов с использованием обобщенных дебалансов, на базе которых предполагается разработать принципиально новый механизм вибровозбудителя импульсного действия. 

       Составлен комплекс прикладных программ динамического синтеза грузоподъемных механизмов с использованием оптимизационного метода группового покоординатного спуска.

       Получена схема  новой высокопроизводительной установки (машинный комплекс), которая обеспечивает высокую степень очистки грунта от нефтепродуктов и получение дополнительного объема нефти.

Конкретизированы и обоснованы различные критерии качества для оценки качества передачи движения и силы в многоконтурных механизмах и манипуляционных устройствах с одной степенью подвижности и с параллельной топологией.

 Созданы численные алгоритмы и комплекс программных средств поликритериального синтеза многоконтурных плоских рычажных механизмов и параллельных манипуляторов.

Разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния геометрически нелинейных элементов плоских шарнирно-рычажных механизмов, позволяющая выявить перегруженные звенья и улучшить их прочностные характеристики путем подбора геометрических и физических параметров.

Получено базовое алгоритмическое и компьютерное обеспечение анализа жесткости и прочности конструкций механизмов и машин с учетом физической нелинейности и упруго-пластических  свойств  звеньев методом конечных элементов.

Обоснована теория адаптивного вибрационного привода с динамическим анализом не Ассуровских механизмов.

Развиты  методы динамического анализа механизмов переменной структуры  нелинейными функциями положения с учетом упруго-диссипативных элементов.

По результатам фундаментальных исследований опубликовано 17 научных статей в дальнем зарубежье, 20 научные статьи в СНГ, 84 научных статей в Республике Казахстан. Сделано 23 научных доклада в дальнем зарубежье, 34 научных доклада в СНГ, 77 научных доклада в Республике Казахстан. Издано 4 монографии,    получен 1 патент, 5 предпатентов, подано 9 заявок на получение инновационного патента. Защищены 5 докторских диссертаций, 14 кандидатских диссертаций.

 

 Чтобы просмотреть или скачать более подробную информацию, нажмите вверху слева ссылку "Скачать с сервера".



Категория: Научная деятельность ИММаш | Добавил: Immash
Просмотров: 1104 | Загрузок: 230 | Рейтинг: 2.0/1
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Вход на сайт
ИММаш


Поиск
Сайты: Акорда, Правительство РК, МОН РК и др.

Архив записей

Copyright MyCorp © 2019
Сделать бесплатный сайт с uCoz