Дисертація доктора філософії. Кригін Сергій Сергійович. Забезпечення вимірювання деформацій конструктивних елементів двигунів і енергетичних установок, що працюють при температурах 600-700 ˚С

Реєстраційний номер

0826U003594, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

24-07-2026

Статус

Наказ про видачу диплома

Назва роботи

Забезпечення вимірювання деформацій конструктивних елементів двигунів і енергетичних установок, що працюють при температурах 600-700 ˚С

Здобувач

Кригін Сергій Сергійович,

Керівник Гусєв Юрій Олексійович
Керівник Торба Юрій Іванович
Опонент Сметанкіна Наталя Володимирівна
Опонент Пильов Володимир Олександрович
Рецензент Філіпковський Сергій Володимирович
Рецензент Третяк Олексій Володимирович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний аерокосмічний університет "Харківський авіаційний інститут"

Опис

У роботі виконано аналіз проблеми визначення статичного напружено-деформованого стану високонагрітих деталей ГТД. Підвищення робочої температури в ГТД значно покращує енергетичну ефективність, проте створює критичні виклики для надійності «гарячої частини» конструкції. Виникнення значних температурних градієнтів і нерівномірне термічне розширення матеріалів призводять до виникнення складних напружено-деформованих станів (НДС) деталей. Оскільки фізичні властивості матеріалів залежать від температури, аналіз таких систем потребує врахування нелінійних чинників. Для забезпечення довговічності та запобігання незворотній деформації або руйнуванню елементів ГТД, критично важливим є комплексне моделювання термічних навантажень з урахуванням складної конфігурації деталей і нестаціонарних температурних режимів. Запропоновано новий тензометричний пристрій, що дозволяє досліджувати термонапружений стан високо нагрітих елементів двигуна. Його конструкція базується на використанні двох чутливих елементів, розташованих паралельно металевій платівці (що має ідентичний із деталлю коефіцієнт температурного розширення) та ізольованих високотемпературним клеєм-цементом ВКП-26Ц. Ортогональне розташування елементів забезпечує високу точність вимірювань, а використання неорганічного клею гарантує надійну фіксацію та захист датчиків від агресивного середовища під час експлуатації. Це рішення значно підвищує ефективність і стабільність моніторингу деформаційних процесів у високонавантажених вузлах авіаційної техніки. Удосконалено метод виконання тензометричних досліджень високотемпературних елементів двигунів і енергетичних установок шляхом застосування зазначеного тензометричного пристрою. Представлена методика базується на аналізі рівняння стану тензорезистора, де опір є функцією деформації, температури та часу. Для забезпечення температурної компенсації в системі застосовуються два чутливі елементи: нижній і верхній. Експериментальне значення відносної деформації визначається шляхом обробки отриманих значень електричного опору цих елементів. Процес обробки та автоматизації розрахунків реалізовано за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення, що інтегрує математичні залежності з вхідними даними вимірювань для отримання достовірних результатів деформації в умовах високих температур. Розроблено метод оцінювання похибки вимірювання деформацій тензометричним пристроєм, обумовлені шунтуванням його чутливих елементів через шар сполучного, що сприймаються вимірювальною апаратурою як уявна деформація. Двоелементна архітектура ефективно зменшує шунтуючі струми в первинному чутливому шарі, значно зменшуючи похибки вимірювання, спричинені термічною деградацією сполучної ізоляції. Крім того, нова методологія розрахунку похибок, що використовує електричну модель, побудовану в рамках системи диференціальних рівнянь зі скінченними різницями. Цей матричний підхід підвищує точність оцінки статичної деформації в екстремальних теплових середовищах. За допомогою скінченно-елементного методу досліджено передачу деформації та температури від поверхні досліджуваної деталі до чутливих елементів тензометричного пристрою. Під дією теплового потоку та навантаження при температурі 700 °C чутливі елементи зареєстрували 96% деформації деталі. Ці результати мають теоретичне та практичне значення для підвищення точності досліджень за підвищених температур та внесення необхідних коригувань у вимірювання. Здійснено верифікацію працездатності та точності запропонованого тензометричного пристрою.

Дата реєстрації

2026-07-14

Додано/оновлено в НРАТ

2026-07-14 / 2026-08-12