Ключевое слово: «метод конечных элементов»

Актуальная инженерная задача при проектировании турбогенераторов – вибрационная отстройка всех ответственных элементов, к которым, в частности, относится сердечник статора. В первую очередь процедура подразумевает проведение оценки собственных частот и амплитуд колебаний исследуемого элемента. В работе рассмотрены общепринятые аналитические подходы к расчету собственных частот колебаний сердечников статоров турбогенераторов, используемые в инженерной практике, в которых математическая модель сердечника описывается уравнениями теории стержней. Таким образом, сердечник в них представляет собой кольцо. Оценка параметров, отражающих его вибрационное состояние, (например, собственных частот и форм колебаний) может быть произведена корректно при условии тонкостенности сердечника. Однако на практике радиальная ширина спинки сердечника статора турбоагрегата сопоставима со средним радиусом спинки, поэтому применение указанных моделей может повлечь неудовлетворительную точность результатов расчетов. В целях решения этой проблемы предложен аналитический метод расчета собственных частот сердечника статора, основанный на его представлении в качестве длинного толстостенного цилиндра. Точность расчета собственных частот верифицирована результатами конечно-элементного моделирования колебаний сердечника. Показано, что предложенный метод позволяет получить уточненные результаты по сравнению с формулами, используемыми в инженерной практике.

Рассматривается приварки седлового отвода к полиэтиленовой трубе на открытом воздухе при низких температурах. В отличие от ранее исследованных видов сварки деталями с закладными нагревателями седловой отвод имеет сложную конфигурацию, что исключает использование разработанных методик определения параметров сварки, основанных на 2D моделировании теплового процесса. С помощью 3D математического моделирования теплового процесса предложены методики определения параметров при сварке в условиях низких температур на стадии предварительного подогрева и выравнивания температур. Показано, что распределение температур в конце выравнивания неоднородно. Тем не менее, границы зон термического влияния в конце нагрева по стандартному режиму при допустимой и низкой температуре практически идентичны.

Разработана методика исследования напряженно-деформированного состояния участков железнодорожного пути, основанная на применении кроме статического и модального, также и гармонического анализа метода конечных элементов. Показана возможность проведения сравнительного анализа изменений по частоте колебаний динамических параметров напряженно-деформированного состояния элементов участка безбалластного железнодорожного пути при разных температурах.

Предлагается к рассмотрению методика решения проблем большой добычи полезных ископаемых путем создания четырех упрощенных масштабных (уменьшенных в 20 тысяч раз) конечно-элементных моделей Земли, содержащих ядро, мантию и относительно тонкую сплошную кору. Во второй модели в районе Северного полюса сделана сферическая выемка до середины глубины коры Земли. В третьей модели аналогичная выемка сделана в районе экватора. В четвертой модели сделаны две такие выемки в районе полюса и экватора. Выемки имитируют сделанную глобальную сырьевую добычу в указанных местах. И далее проводятся статический, модальный и гармонический расчетные анализы моделей и оценивается влияние глобальных сырьевых выемок на изменение прочностных статических и динамических характеристик рассматриваемых моделей.