Научные публикации

Работа посвящена изучению нелинейных колебаний проводящего диска, удерживаемого в воздухе переменным магнитным полем без механического контакта с опорой. Подобные системы представляют интерес для разработки бесконтактных подвесов, микромеханических устройств и высокоточных датчиков.  В работе предложен новый аналитический подход к моделированию динамики индукционного подвеса, основанный на двухконтурном приближении распределения вихревых токов. С использованием метода многих масштабов получено решение, описывающее как медленные колебания высоты левитации, так и быстрые колебания, связанные с частотой питающего магнитного поля.

Основные результаты:

•  Разработана методика определения параметров модели, для которой достаточно одного экспериментального измерения установившейся высоты левитации.
• Проведена верификация по эталонной задаче TEAM Workshop Problem 28 и результатам конечно-элементного моделирования. Расхождение в установившемся режиме составило менее 1%.
• Аналитически получены и численно подтверждены критерии устойчивости равновесного положения диска.

Полученные результаты открывают возможности для более эффективного анализа и проектирования бесконтактных электромагнитных подвесов.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант № 25-21-00402).

Ссылка на статью в журнале Vestnik St. Petersburg University, Mathematics

Работа посвящена математическому моделированию процесса укладки подводных трубопроводов S-методом, при котором трубопровод, опускаясь с судна на морское дно, принимает характерную S-образную форму.

При укладке особенно важно контролировать напряжения и деформации трубопровода, поскольку чрезмерный изгиб или натяжение могут привести к его повреждению.

В рамках исследования учёные разработали нелинейную математическую модель трубопровода, учитывающую большие перемещения, деформации растяжения и сдвига, глубину укладки и угол подачи трубы с судна.

Основные результаты:

•  Определены оптимальные углы подачи трубопровода в зависимости от глубины укладки, позволяющие снизить механические напряжения.
•  Исследованы свободные колебания трубопровода и определены его собственные частоты при различных глубинах укладки.

Полученные результаты могут быть использованы для повышения надёжности и безопасности строительства подводных трубопроводных магистралей.

Подробнее ознакомиться с результатами можно в прикрепленном файле.

Ссылка на статью в журнале Acta Mechanica

Исследование направлено на развитие и применение методов теории приспособляемости к задачам длительного высокотемпературного нагружения элементов конструкций. Возможность использования нелинейных моделей материала при численном исследовании приспособляемости элементов конструкции позволяет уточнить диаграммы типа Бри по сравнению с классическими аналитическими и нормативными подходами. Авторы провели численный анализ приспособляемости сосуда под давлением при термоциклическом нагружении в вязко-упругопластической постановке и продемонстрировали эволюцию границ зон характерной приспособляемости конструкции.

Результаты работы важны для развития методов расчетного обоснования прочности элементов конструкций, подверженных знакопеременным нагрузкам. Особенно это актуально для высокотемпературных реакторных установок, газотурбинных двигателей, элементов термоядерных реакторов и др.

Ссылка на статью в elibrary

В работе построена математическая модель нелинейной динамики твердого проводящего тела в электромагнитном поле и разработали аналитический подход, позволяющий оценивать эффективные жесткостные характеристики бесконтактного подвеса. Полученные результаты показали хорошее согласие с доступными экспериментальными данными.

Работа важна для дальнейшего развития микро- и макро- систем с управляемой (в т.ч., квазинулевой) жесткостью, которые находят применение в современных задачах виброзащиты и создания высокоточных измерительных приборов (акселерометров, гравиметров, гироскопов и др.).

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-21-00402 "Разработка научных основ создания мультисенсорных навигационных микросистем на основе принципа электромагнитной левитации", https://rscf.ru/project/25-21-00402

Ссылка на статью в elibrary