Защита кандидатской диссертации сотрудником CompMechLab Д.С. Михалюком
27 мая 2009 года на заседании диссертационного совета Д.212.229.13 СПбГПУ сотрудником CompMechLab Д. С. Михалюком успешно защищена кандидатская диссертация по специальности 01.02.06 "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры".
Соискатель – Д. С. Михалюк (начальник отдела конечно-элементной механики и компьютерного инжиниринга НИИ материалов и технологий СПбГПУ, зам. зав. CompMechLab)
Тема диссертации – "Конечно-элементное моделирование и исследование динамики палубного аэрофинишера".
Научный руководитель – профессор СПбГПУ, к.т.н. А.И. Боровков.
Официальные оппоненты:
- Индейцев Дмитрий Анатольевич, доктор физико-математических наук, чл.-корр. РАН, профессор, директор Института проблем машиноведения РАН, г. Санкт-Петербург.
- Плотников Александр Михайлович, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры "Теоретическая механика" Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.
Ведущая организация – ЗАО "ЦНИИ Судового машиностроения", г. Санкт-Петербург.
Диссертационная работа Д. С. Михалюка посвящена разработке полномасштабной динамической модели, компьютерному моделированию и исследованию динамического поведения палубного гакового аэрофинишера «Светлана-2» (Рис. 1, 2, 3), предназначенного для торможения летательного аппарата массой от 12 до 25 т, с посадочными скоростями от 210 до 240 км/ч. Аэрофинишер должен обеспечивать тормозной путь, не зависящий от массы и посадочной скорости ЛА, и равный, как правило, ~ 90 м. Перегрузки, испытываемые пилотом ЛА, не должны, как правило, превышать 4,5g.
Рис. 1. Посадка истребителя Су-33 на ТАВКР "Адмирал Кузнецов"
В диссертационной работе Д.С. Михалюка поставлены и успешно решены следующие задачи:
- разработка математической модели аэрофинишера, учитывающей все его основные элементы;
- разработка численной модели аэрофинишера, выбор численных схем и алгоритмов для решения поставленных задач;
- аналитическое и численное решение тестовых задач с целью верификации выбранных численных схем и подтверждения их применимости для решения задач динамики аэрофинишера;
- валидация созданной численной модели аэрофинишера на основе сравнения численных результатов с экспериментальными данными;
- проведение многовариантных исследований с целью изучения влияния параметров посадки на характеристики процесса торможения;
- численное моделирование работы аэрофинишера в нештатной ситуации и оценка возможности его повреждения;
- анализ напряженно-деформированного состояния соединительной муфты аэрофинишера в процессе торможения.
Рис. 2. Конструктивная схема палубного аэрофинишера
Рис. 3. Общий вид аэрофинишера «Светлана-2»
В диссертационной работе численное моделирование выполнено с помощью метода конечных элементов (МКЭ), одного из самых мощных и эффективных численных методов решения задач механики. Используемые процедуры МКЭ реализованы в программной системе LS-DYNA.
Научную новизну диссертационной работы Д.С. Михалюка составляют:
- полномасштабная механико-математическая модель типичного аэрофинишера, учитывающая основные конструкционные элементы и обладающая высокой степенью адекватности реальной конструкции;
- волновая картина и оценка динамических усилий в приемном тросе аэрофинишера в начальный период посадки летательного аппарата (в зависимости от различных параметров процесса посадки);
- зависимости характеристик торможения от параметров посадки летательного аппарата для различных случаев, включая нештатные; решение серии практических задач и оценки степени влияния параметров посадки на характеристики торможения;
- алгоритм корректировки настройки параметров аэрофинишера в зависимости от силы тяги двигателей летательного аппарата.
Достоверность результатов, выводов и рекомендаций определяется строгостью используемого математического аппарата, обоснованным применением современного и апробированного численного метода (МКЭ), проведенной верификацией использованных численных методов и процедур, а также адекватностью разработанной модели (на основе сравнительного анализа результатов численного моделирования с экспериментальными данными).
Все исследования выполнены в 2004-2008 гг. в рамках совместных проектов СПбГПУ и ЦНИИ судового машиностроения. По результатам выполнения работы в конструкцию аэрофинишера внесены изменения, позволившие снизить динамические нагрузки.
С помощью разработанной модели аэрофинишера автором диссертационной работы в составе группы экспертов - сотрудников СПбГПУ по поручению Военной Прокуратуры РФ были выполнены многовариантные расчетные исследования в рамках расследования уголовного дела № XX, «...с целью всестороннего, полного и объективного выяснения обстоятельств аварии самолета Су-33, произошедшей 05 сентября 2005 г.».
Проведенные исследования позволили сделать выводы о возможных сценариях и причинах произошедшей аварии.
Д.С. Михалюк имеет 34 опубликованные работы, в том числе по теме диссертации - 8 работ, из них - 3 статьи, опубликованных в рецензируемых научных журналах из Перечня ВАК, и 2 доклада на международных научных конференциях.
Содержание диссертации достаточно полно отражено в публикациях:
1. Боровков, А. И. Конечно-элементное моделирование и исследование динамического пове-дения палубного аэрофинишера при посадке самолетов / А.И. Боровков, И.Б. Войнов, Д.С. Михалюк, Д.В. Климшин, О.А. Закиров // Труды СПбГПУ. - Вычислительная математика и механика. – 2005. – № 498. – С. 110-124.
2. Михалюк, Д.С. Конечно-элементное решение задач динамики поперечного удара по нити / Д.С. Михалюк // Научно-технические ведомости СПбГПУ – 2008. – №4. – С. 49-55.
3. Михалюк, Д.С. Расчетное моделирование процесса изготовления и анализ прочности со-единительной муфты аэрофинишера / Д.С. Михалюк, И.Б. Войнов, А.С. Шанина // Научно-технические ведомости СПбГПУ. – 2008. – №4. – С. 55–61.
4. Mikhaluk, D.S. Finite Element Modeling of the Arresting Gear and Simulation of the Aircraft Deck Landing Dynamics / D.S. Mikhaluk, I.B.Voinov, A.I. Borovkov // Proc. of ENOC 08 Conf. – 2008. – 4 p.
5. Mikhaluk, D. Finite Element Modeling of the Arresting Gear and Simulation of the Aircraft Deck Landing Dynamics / D. Mikhaluk, I. Voinov I., A. Borovkov // Proc. 7th European LS-DYNA Conf. 2009, Salzburg, Austria, 10p.
На автореферат кандидатской диссертации Д.С. Михалюка поступило 6 положительных отзывов из следующих организаций:
- ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет; отзыв подписан д.т.н., проф., зав. каф. «Интегрированные компьютерные технологии в промышленности» Ю.А. Голландцевым;
- ГОУ ВПО Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова; отзыв подписан д.т.н., проф., зав. каф. «Механика деформируемого твердого тела» В.А. Санниковым и к.ф.-м.н., доц. А.З. Красильниковым;
- Научно-исследовательский центр морской авиационной техники 30 ЦНИИ Минобороны РФ; отзыв подписан начальником ведущего отдела, к.т.н., с.н.с. А.С. Голосего, к.т.н., с.н.с. В.И. Василянским, с.н.с. А.И. Меркуловым;
- ГОУ ВПО Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана; отзыв подписан д.т.н., проф. каф. «Прикладная механика» Ф.Д. Сорокиным;
- Южный Федеральный Университет; отзыв подписан д.ф.-м.н., проф. каф. «Математическое моделирование» А.В. Наседкиным и д.т.н., проф., зав. лаб. «Машиностроение и высокие технологии» Южного научного центра РАН С.Н. Шевцовым;
- 1 ЦНИИ Минобороны РФ ; отзыв подписан начальником отдела, к.т.н., доц. Г. Тяглого, начальником Управления НИЦ-К д.т.н., с.н.с.. С. Петровым.
 |
 |
 |
| Председатель диссертационного совета, засл. деятель науки РФ, проф., д.ф.-м.н. В.А. Пальмов |
Проф. СПбГМТУ, к.т.н. А.М Плотников |
Проф. СПбГПУ, д.ф.-м.н. В.Г. Корнеев |
При проведении тайного голосования диссертационный совет в количестве 22 человек (из них - 8 докторов наук по специальности диссертации), участвовавших в заседании, из 29 человек, входящих в состав совета, проголосовал за присуждение Д. С. Михалюку ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры».