Развитие фундаментальных и прикладных исследований в области машиноведения с использованием критериев прочности, ресурса, живучести и безопасности

Рассмотрены этапы и результаты фундаментальных и прикладных исследований проблем прочности, ресурса, живучести и техногенной безопасности, выполняемых в Институте машиноведения имени А. А. Благонравова Российской академии наук на протяжении его 80-летней истории. Разработаны уравнения состояния и критериальные выражения в областях статической и динамической нагруженности, сопротивления многоцикловой и малоцикловой усталости, высокотемпературной и низкотемпературной статической и циклической прочности, анализа напряженно-деформированных состояний при упругом и упругопластическом деформировании, линейной и нелинейной механики разрушения. Последние десятилетия отмечены развитием фундаментальных исследований по механике катастроф, живучести и техногенной безопасности машин и конструкций, включающих в себя результаты комплексных разработок по всем перечисленным направлениям прочности и ресурса. Результаты исследований прочности, ресурса и живучести являются базовой составляющей для механики катастроф и рисков в техногенной сфере, а также новых принципов и технологий для объектов техносферы, обеспечивающих их безопасную эксплуатацию и позволяющих научно обоснованно предотвращать возникновение аварийных и катастрофических ситуаций и минимизировать возможные ущербы при их возникновении. При этом инструментом обеспечения условий безопасной работы является диагностика текущих параметров состояния материала и определение характеристик напряженно-деформированных состояний в наиболее нагруженных зонах анализируемой технической системы. Решение задачи оценки прочности и ресурса в подобных условиях включает в себя создание обобщенных математических и физических моделей сложных технологических, рабочих и аварийных процессов в технических системах для анализа условий их перехода от штатных состояний к аварийным и катастрофическим. Показано, что по мере перехода анализируемой конструкции через допускаемые состояния к предельным, обусловливающим возникновение отказов и последующих аварийных и катастрофических ситуаций, в нормативные расчеты таких состояний необходимо вводить дополнительный набор определяющих уравнений и их параметров, характеризующих эти предельные состояния. Причем такие расчеты базируются на системах критериальных уравнений, включающих параметры риска, безопасности и защищенности объектов техносферы.

машиноведение, прочность, ресурс, напряженно-деформированные состояния, предельные состояния, механика разрушения, механические свойства материалов, уравнения состояния, критерии, безопасность, риск, защищенность

1. Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук / Кто есть кто в современном мире. Национальное достояние. Вып. VII. — М.: Международный объединенный биографический центр, 2009. С. 270 – 387.

2. Достижения и задачи машиноведения. К 70-летию академика К. В. Фролова. — М.: МГФ «Знание», 2006. — 416 с.

3. Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. — 576 с.

4. Махутов Н. А. Прочность и безопасность: фундаментальные и прикладные исследования. — Новосибирск: Наука, 2008. — 528 с.

5. Прочность и ресурс ЖРД. Сер. Исследования напряжений и прочности ракетных двигателей. — М.: Наука, 2011. — 525 с.

6. Напряженно-деформированные состояния ЖРД. Сер. Исследования напряжений и прочности ракетных двигателей. — М.: Наука, 2013. — 646 с.

7. Локальные критерии прочности, ресурса и живучести авиационных конструкций. Сер. Исследования прочности, ресурса и безопасности летательных аппаратов. — Новосибирск: Наука, 2017. — 600 с.

8. Проблемы прочности и безопасности водо-водяных энергетических реакторов. Сер. Исследования напряжений и прочности ядерных реакторов. — М.: Наука, 2008. — 446 с.

9. Фортов В. Е., Махутов Н. А. Машиностроение России: состояние и развитие. — М.: РАН, 2010. — 71 с.

10. Фортов В. Е., Махутов Н. А. Машиностроение России: этапы и приоритеты развития. — М.: РАН. 2016. — 80 с.

11. Махутов Н. А., Фортов В. Е. Машиностроение России: перспективы и риски развития. — М.: Наука, 2017. — 104 с.

12. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел 1. Теоретические основы безопасного функционирования сложных технических систем. — М.: МГФ «Знание», 1998. — 448 с.

13. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел 2. Обеспечение безопасного функционирования сложных технических систем на разных этапах жизненного цикла. — М.: МГФ «Знание», 1998. — 416 с.

14. Серенсен С. В. Избранные труды в 3-х т. — Киев: Наукова думка, 1985. Т. 1. Прочность материалов и элементов конструкций при статическом нагружении. — 256 с.; Т. 2. Усталость материалов и элементов конструкций. — 256 с.; Т. 3. Квазистатическое и усталостное разрушение материалов и элементов конструкций. — 232 с.

15. Уравнения состояния при малоцикловом нагружении. — М.: Наука, 1981. — 245 с.

16. Научные основы повышения малоцикловой прочности. — М.: Наука, 2006. — 623 с.

17. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно технические аспекты. Фундаментальные и прикладные проблемы комплексной безопасности. — М.: МГОФ «Знание», 2017. — 992 с.

18. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно технические аспекты. Техногенная, технологическая и техносферная безопасность. — М.: МГОФ «Знание», 2018. — 1016 с.

19. Махутов Н. А. Безопасность и риски: системные исследования и разработки. — Новосибирск: Наука, 2017. — 724 с.

20. ГНТП «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф». Концепция и итоги работы 1991 – 1992 гг. В 2-х т. — М.: ВИНИТИ, 1993. Т. 1. — 350 с.; Т. 2. — 480 с.

21. Махутов Н. А., Гаденин М. М. Техническая диагностика остаточного ресурса и безопасности. Сер. Диагностика безопасности. — М.: Издательский дом «Спектр», 2011. — 187 с.