Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Моделювання та методи аналізу напруженого стану неоднорідних тіл з дефектами структури"

М1

 

Автори: Токовий Ю.В., к.ф.-м.н., Пастернак Я.М., к.ф.-м.н., Васільєв К.В., Рабош Р.В.

 

Представлений Інститутом прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України

 

Роботи циклу присвячені розвитку ефективних моделей та методів аналізу напруженого стану структурно-неоднорідних тіл, тіл з локальними неоднорідностями, включеннями та дефектами типу тріщин.

Авторамизапропоновано та розвинуто новий ефективний метод побудови аналітичних роз­в’язків задач теорії пружності й термопружності для неоднорідних та термо­чутли­вих тіл, які зна­хо­дять­ся під впливом інтенсивних теплових та силових навантажень. Розв’язок будується у вигляді явної функціональної залежності від факторів навантаження та характеристик матеріалу, що дозволяє використовувати отримані результати  для аналізу задач, що виникають у ком­плекс­них інженерних дослідженнях, як, наприклад, оптимальне керування термонапру­же­ним станом елементів конструкцій чи оптимальний розподіл неоднорідності під час їх виготовлення.

Для дослідження антиплоскої деформації тіл із тонкими стріч­ко­вими включеннями запропоновано та розвинуто методику зведення відповідних задач до сингулярних інтегральних рівнянь із подальшим застосуванням модифі­ко­ваного методу колокацій.

Розвинуто методику дослідження напружено-деформованого стану у пружних тілах поблизу країв гострокінцевого тонкого прямолінійного п’єзо­електрич­ного включення змінної товщини та низької жорсткості. З використанням отриманих розв’язків досліджено ефективність застосування класичного методу граничних елементів до задач про включення за різних способів обчислення сингулярних інтегралів і типу використаних граничних елементів. 

 

Кількість публікацій: 30наукових публікацій,в т.ч.  19 статей, (6- в  реферованих  журналах), 11   тез доповідей. .  Загальний індекс цитування робіт (згідно баз даних Scopus) складає 28 ,  індекс цитування h = 3. 

 

Надіслати коментар

Коментарі

Дзюба Анатолій Петрович

Розвиток моделей та методів аналізу пружної та термопружної поведінки неоднорідних тіл з дефектами типу тріщин чи включень є однією з важливих задач сучасної механіки та математичної фізики, адже врахування ефекту залежності властивостей матеріалу від просторових координат дає можливість більш точного опису напружено-деформованого стану реальних елементів конструкцій внаслідок прикладання інтенсивних силових та теплових навантажень. Разом із тим, урахування неоднорідності матеріалу пов'язане зі значними складнощами фізичної й математичної природи і вимагає розвитку існуючих та запровадження нових некласичних моделей та методів. З огляду на це поданий цикл наукових праць є актуальним для сучасної механіки деформівного твердого тіла.

У даному циклі на основі ефективних методів математичної фізики запропоновано та розвинуто підходи до визначення напруженого стану структурно неоднорідних тіл з тонкими включеннями та тріщинами. Завдяки обґрунтованій методологічній базі, запропоновані підходи дозволяють значно полегшити аналіз впливу неоднорідності матеріалу та наявності дефектів на розподіли напружень у реальних тілах внаслідок силових та теплових навантажень.

Роботи, що увійшли до даного циклу опубліковані у фахових міжнародних та вітчизняних журналах та пройшли апробацію на конференціях, семінарах та конгресах як в Україні, так і за її межами. Враховуючи рівень робіт, Що увійшли до циклу, актуальність та значимість тематики досліджень, вважаю, що даний цикл робіт заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Дзюба Анатолій Петрович
Доктор технічних наук, професор
Завідувач кафедри обчислювальної механіки і міцності конструкцій
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара

Кушнір Роман Михайлович, член-кореспондент НАН України

Отримані в циклі наукових праць, авторами яких є Токовий Ю.В., Пастернак Я.М., Васільєв К.В. та Рабош Р.В., результати мають вагоме наукове та прикладне значення і можуть використовуватися як у теоретичній сфері при моделюванні та аналізі термопружної поведінки тіл неоднорідної структури під дією інтенсивних комплексних навантажень різної фізичної природи, так і для практичних розрахунків та проектування елементів конструкцій з використанням функціонально-градієнтних матеріалів. Про належний рівень отриманих результатів свідчить їх опублікування у високо-рейтингових міжнародних наукових журналах.
Дослідження, результати яких опубліковано у поданому циклі праць, спрямовані на вирішення актуальної проблеми побудови коректних розв’язків задач теорії пружності та термопружності для неоднорідних тіл. Запропоновано та розвинуто математичні моделі та аналітично-числові методи, що дають змогу аналізувати напружений стан у неоднорідних тілах без накладання додаткових обмежень на характер залежності властивостей матеріалу від координат, здійснювати побудову коректних розв’язків такого класу задач. Розроблено аналітично числовий підхід до розв’язування плоских задач теорії пружності для необмеженого середовища із включенням довільної форми. Запропоновано спосіб надійного і ефективного контролю точності розв’язку за мірою задоволення крайових умов на переміщення на межі включення-матриця. Отримані розв’язки можуть бути використані для комплексних фундаментальних та прикладних досліджень завдяки явній формі їх залежності від факторів навантаження.
Сформований цикл є цінною науковою працею як з теоретичної, так і з прикладної точки зору, виконаною на високому науковому рівні, достатньо повно представленою у друкованих фахових виданнях. Вважаю, що дана робота заслуговує присудження щорічної премії Президента України для молодих учених.

Член-кореспондент НАН України, д. фіз.-мат. н., проф. Р.М. Кушнір

Lubov P. Andrusiv

The series of the scientific research titled “Modeling and Methods of Analysis of the State of Stresses in Nonhomogeneous Solids with the Structural Defects” is primarily concerned with the development of the innovative analytical and numerical methods for analysis of the state of stresses in the nonhomogeneous solids, and in particular, with the analysis of solids with thin inhomogeneities.
For the first time, a team of young talented scientists has developed the mathematical models and obtained solutions to the elastic and thermoelastic problems for the solids with arbitrary and functionally varying material properties.
This research presents comprehensive studies of the new numerical methods and techniques which can be successfully applied to the analysis of the solids with thin inhomogeneities and cracks deformed by the plane, out-of-plane, or symmetrical about the axes loads.
Special consideration in this series is given to studying a class of problems involving elastic solids with the internal piezoelectric sensors and developing new methodology for analysis of the finite solids with cracks, which yield invaluable insight into the fundamental concepts of the theory of fracture mechanics that are important in engineering practice and design.
It is believed that the procedures and solution methodologies developed in this extensive research are feasible, practical, and accurate and constitute an important contribution to the current state-of-art in related topics of solid mechanics. It is known that at the reentrant corners a high stress concentration occurs and as a result of this stress cracks are most likely to start at such corners, especially if the structure is the subject to the fatigue stresses. The majority of fractures in machines or its parts can be attributed to such cracks so that the work of the authors of this series presents considerable progress in solving such practically important problems.
It is my pleasure to be a reviewer and acknowledged the many achievements which have been contributed by the authors of the research. I feel honored and privileged to present this well deserved work for the Presidential Achievement Award established for the young Ukrainian scientists.

Dr. Lubov P.Andrusiv
Department of the Engineering Mechanics
HQ United States Air Force Academy
2354 Fairchild Drive, Suite 6K-117
Colorado Springs, CO 80840-6252
lubov.andrusiv@usafa.efu

Шваб'юк Василь Іванович

Дослідження напруженого стану тіл із тонкими неоднорідностями, якими є різноманітні щілини, пустоти, технологічні та експлуатаційні дефекти, тонкі пружні та жорсткі включення, технологічні вирізи та отвори, є актуальним завданням. Адже перелічені конструкційні особливості та особливості матеріалів є практично неусувними, а розрахунок напруженого стану таких виробів потребує урахування концентрації напружень, зумовленої неоднорідністю чи потоншенням. Тому, увага вітчизняних та закордонних вчених звернена на формулювання та розв’язування відповідних задач механіки деформівного твердого тіла.

У циклі праць претендентів побудовано нові аналітично-числові підходи розв’язування пружних та термо- і електропружних задач механіки структурно неоднорідних тіл. Запропоновано оригінальну модифікацію методу граничних елементів, яка дає можливість із високою точністю числово аналізувати напружений стан тіл із потоншеннями та тонкими неоднорідностями. Розвинуто підходи визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень тріщин та узагальнених коефіцієнтів інтенсивності напружень тонких пружних включень для скінченних тіл складної форми.

Вважаю, що цикл наукових праць «Моделювання та методи аналізу напруженого стану неоднорідних тіл з дефектами структури» є актуальною роботою в галузі механіки неоднорідних структур, її результати мають як теоретичну, так і прикладну наукову цінність, а автори роботи заслуговують на присудження їм Премії Президента України для молодих вчених.

Керівник центру післядипломної освіти Луцького національного технічного університету, д.т.н., професор Шваб'юк Василь Іванович

Шваб'юк Василь Іванович

Керівник центру післядипломної освіти Луцького національного технічного університету д.т.н., професор Шваб'юк Василь Іванович

Андрейків Олександр Євгенович

У циклі робіт "Моделювання та методи аналізу напруженого стану неоднорідних тіл з дефектами структури" розвинуто математичні моделі та запропоновано ефективні методи аналізу напруженого та термонапруженого станів неоднорідних тіл. Цінність запропонованих підходів полягає у можливості постановки та розв’язування задач теорії пружності й термопружності за довільних, наперед невідомих, залежностей характеристик матеріалу від координати місця точки. Це значно розширює можливості запропонованих методів у порівнянні з відомими в літературі та відкриває перспективи створення ефективних підходів для технологічного формування структурно-неоднорідних матеріалів. Важливим є також той факт, що у результаті застосування методів вдається побудувати явні розв’язки такого класу задач. Розроблено ефективні математичні моделі та методи аналізу двовимірного напружено-деформованого стану пружних тіл із тонкими елементами геометрії та структури матеріалу. Для ефективного дослідження областей складної форми із тонкими отворами та включеннями розроблено регуляризаційний підхід обчислення майже-сингулярних інтегралів, що виникають під час дослідження антиплоскої деформації пружних анізотропних тіл із тонкими структурами за допомогою методу граничних елементів.

Запропоновані у циклі роботи виконані на високому рівні та опубліковані у провідних вітчизняних та міжнародних виданнях. Враховуючи актуальність і новизну тематики досліджень, наукову вагомість, теоретичне та прикладне значення отриманих результатів і рівень публікацій, вважаю, що цей цикл робіт вагомою науковою працею в області механіки деформівного твердого тіла та заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Андрейків Олександр Євгенович
Член-кореспондент НАН України,
доктор технічних наук, професор