Анотація до роботи:

Зайцев Б.П. Термопружність елементів тороїдальних електрофізичних установок.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – "Механіка деформівного твердого тіла".-Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України, Харків, 2005.

Вирішено науково-технічну проблему, що полягає у розробці та теоретичному обгрунтуванні моделей і методів розв'язання прикладних задач міцності складних конструкцій тороїдальних магнітних систем електрофізичних установок на основі теорії термопружності та методу скінченних елементів (МСЕ). Результати, що отримані в дисертації, є теоретичною основою інженерних розрахунків напружено-деформованого стану (НДС) з урахуванням контактних взаємодій та порушень суцільності соленоїдів, обмоток, котушок, їхнього оптимального проектування за міцнісними критеріями.

Для гвинтових систем розроблено чисельно-аналітичний метод розв'язання задачі теорії термопружності з урахуванням умов періодичності для зміщень у випадках лінійної та кільцевої періодичностей. У методі використано чисельно-аналітичний підхід до побудови геометричних та скінченноелементних моделей та МСЕ. Розроблено метод введення розрізів у схемі МСЕ для моделювання тріщин, який побудовано на пертвореннях матриць жорсткості скінченних елементів (СЕ) навколо поверхні тріщини та використанні створеної бази вироджених СЕ. Узагальнено модель плоского напруженого стану на випадок багатошарової пластини з порушеннями міжшарового зв'язку.

Розв'язано чисельно та аналітично контактні задачі для складених циліндрів з системою крізних радіальних та гвинтових розрізів, де досліджено втрату цілісності конструкцій та визначено область її виявлення.

Побудовані методи застосовано для розв'язання таких прикладних задач.

Розроблено метод оптимального проектування тороїдальних соленоїдів з варіюванням параметрів геометрії і термосилового навантаження за критеріями пластичності та цілісності. Використано формулювання задачі нелінійного програмування та узагальнено метод на випадок мультирежимного стану з групою температурних полів. За різними критеріями та режимами отримано оптимальні розв'язки.

Досліджено НДС плоских багатошарових котушок з конструктивним розшаруванням та розв'язано задачу оптимізації розшарування для зниження напружень. Оцінено міцність міжшарової та трубчастої ізоляції у постановках осесиметричної та плоскої контактної задачи теорії пружності.

Досліджено напружений стан та контактні явища в системі котушок композитної структури токамака за двовимірними моделями –осесиметричною та плоскою.

Сформульовано критерій оптимізації об'ємних електродинамічних сил в гвинтових обмотках торсатрона та визначено оптимальне, самоврівноважене навантаження, що мінімізує напруження. Досліджено закономірності впливу розшарувань у структурі обмотки на напружений стан.