Проанализированы техническое состояние и условия эксплуатации паротурбинных установок мощностью 200 и 300 МВт, находящихся в эксплуатации на ТЭС и ТЭЦ и являющихся базовыми агрегатами теплоэнергетики Украины. На основе результатов фундаментальных исследований в области термо- и газодинамики, теплофизики, прочности и надежности конструкций турбомашин сформированы концептуальные подходы и создана необходимая научно-техническая база для широкомасштабного внедрения инновационных технологий при модернизации и реконструкции действующего энергетического оборудования. Отмечено, что предложенная концепция включает весь комплекс исследований жизненного цикла энергоблоков с учетом предыстории и особенностей эксплуатации каждого конкретного агрегата с выходом на оценку его реального технического состояния на момент начала реконструкции. Практическая реализация предложенных мероприятий в условиях ограниченных финансовых возможностей обеспечивает достижение модернизируемым оборудованием технико-экономических показателей на уровне современных требований.

Наведено результати досліджень вільних і вимушених коливань просторової стрижневої конструкції космічного апарата, які використано в аванпроекті, під час гармонічних збурень від небалансу роторів електромахових двигунів орієнтації з урахуванням зосереджених мас і демпфірування в матеріалі на базі методу скінченних елементів.

Приведены результаты расчёта кинетики трещины в условиях малоцикловой усталости при пусковых режимах и ползучести материала в трёхопорном замковом соединении ёлочного типа газотурбиной установки ГТН-25 при наличии гипотетической трещины в диске под верхним зубом. Расчёт термонапряжённого состояния в термоконтактной постановке, а также коэффициента интенсивности напряжений выполнен методом конечных элементов. Учтено перераспределение контактных давлений между зубьями соединения вследствие подрастания трещины.

Приведены результаты оценки трещиностойкости трехопорного замкового соединения лопатки газовой турбины в условиях малоцикловой усталости и ползучести материала при наличии гипотетической трещины. Коэффициент интенсивности напряжений вычислен с помощью метода конечных элементов.

Рассмотрена пространственная задача распространения тепла и проанализированы закономерности разрушения металла при перемещающемся источнике тепла, с учетом процессов плавления, испарения и перемещения фронтов этих процессов вглубь материала.

Разработана методика расчетной оценки живучести элементов энергооборудования, работающих в условиях малоцикловой усталости и ползучести материала. Для вычисления коэффициента интенсивности напряжений используется метод конечных элементов. Учтено сложное напряженное состояние в вершине трещины и перераспределение напряжения при ее распространении. Выполнена оценка живучести замкового соединения лопатки с диском ротора цилиндра низкого давления газотурбинной установки ГТК-10-4.

Развита методика расчетной оценки трещиностойкости элементов роторов турбомашин. Коэффициент интенсивности напряжений вычисляется с использованием интерполяционного метода А. В. Овчинникова или метода конечных элементов. Проведено исследование трещиностойкости ротора цилиндра высокого давления Т-250/300 при наличии трещины в расточке осевого канала, в донной части термокомпенсационной канавки и трехопорного замкового соединения елочного типа газотурбинной установки ГТК-10-4 при наличии трещины в районе верхнего зуба диска с учетом неточности изготовления соединения в пределах допуска. Исследовано влияние разброса экспериментальных данных по трещиностойкости материала, релаксации напряжений, а также изменения геометрии трещины при ее развитии на живучесть конструкции.

Представлены методы исследования напряженно-деформированного, теплового и вибрационного состояния высоконагруженных элементов энергетических машин и установок. Рассмотрены особенности методологии решения задач динамики и прочности, направленной на анализ реальных конструкций энергомашин, имеющих сложную форму и повреждения в виде трещин. Представлено методическое обеспечение расчетов на термопластичность и ползучесть с применением инкрементальных теорий. Рассмотрена оценка трещинностойкости элементов энергомашин в условиях высокой температуры. Приведены данные исследований термонапряженного состояния и ресурса элементов и узлов паровых и гидравлических турбин с учетом конструктивных технологических отклонений, контактного воздействия и рассеянной поврежденности. Изложены результаты построения расчетных моделей и методик анализа вибрационных характеристик роторов турбин с трещинами. Отражены достижения в области практической вибродиагностики и приведены данные по развитию методов и созданию аппаратурных средств диагностирования вибрационного состояния турбоагрегатов. Внимание уделено устройствам измерения вибрации, построению и функционированию компьютеризированных систем вибродиагностики. Приведены расчеты на прочность элементов термоядерных установок.

Разработанная ранее методика расчётной оценки живучести высокотемпературных элементов энергетического оборудования развита на случай учета влияния влажно-паровой среды. Диаграммы циклической трещиностойкости задаются по значениям в отдельных точках для учета их сложной формы. Приведены результаты расчётной оценки кинетики поверхностной трещины в стенке цилиндрической части барботажного бака на воздухе и во влажно-паровой среде энергоблока мощностью 1000 МВт. Результаты свидетельствуют о значительном влиянии влажно-паровой среды на живучесть элементов конструкции.

Приведены результаты расчетов в трехмерной постановке кинетики напряженного состояния и накопления рассеянных повреждений в зоне разгрузочных отверстий дисков ротора паровой турбины при ползучести в течение 400 тыс. ч. Показано, что зоны разгрузочных отверстий дисков первых двух ступеней являются наиболее напряженными, и материал в этих местах повреждается интенсивнее, чем у поверхности осевого канала.

Оценено искривление оси ротора синхронного генератора вследствие неравномерности тепловыделения в обмотках возбуждения. Задача решается полуаналитическим методом конечных элементов в цилиндрической системе координат. Показано, что незначительная неравномерность теплоотбора в обмотках приводит к тепловому искривлению оси ротора, создающего силы небаланса, превышающие вес ротора, что может привести к значительному росту вибрации генератора.

Рассмотрен процесс передачи возмущений в разветвленных оболочках вращения, вызванных кратковременными импульсными сосредоточенными нагрузками при расстыковке. Задача решена полуаналитическим методом конечных элементов в сочетании с интегрированием уравнений движения методом Ньюмарка. Решение в окружном направлении аппроксимируется рядами Фурье. Приведены результаты расчетов конструкций, состоящих из оболочек вращения, при четырех синхронных импульсных нагрузках длительностью 100 мкс. Результаты показывают, что распространяющиеся возмущения в рассмотренных конструкциях имеют волновой характер.

Рассмотрена необратимая деформация роторов паровых турбин вследствие неравномерности механических свойств материала в окружном направлении на основе численного анализа их трехмерного напряженно-деформированного состояния. Показано, что такая неравномерность может быть одной из причин появления и развития прогрессирующего прогиба при ползучести длительно эксплуатирующихся высокотемпературных роторов, а также их искривления в случае превышения номинальной частоты вращения.

Изложена расчетная методика оценки переходных процессов в конструкциях в виде тел вращения по трехмерной модели. Она базируется на сочетании метода конечных элементов с описанием решения в окружном направлении рядами Фурье. Меридиональное сечение конструкции разбивается на четырехугольные конечные элементы. Внешние нагрузки могут задаваться несимметричным образом. Применение разработанных программных модулей вычислений и графического интерфейса для представления результатов обеспечивает экономичность вычислений и возможность анализа реальных конструкций. Приведен пример расчета динамической реакции элемента конструкции на импульсное воздействие.

Рассмотрены крутильные колебания валопроводов турбин при внезапном нагружении ротора генератора, обусловленном двух- и трехфазным коротким замыканием. Оценена усталостная повреждаемость валопроводов при наиболее неблагоприятных режимах нагружения.

Проведены исследования напряженно-деформированного состояния топливных баков вафельного типа ракет-носителей с целью прогнозирования их несущей способности. Использовалось программное обеспечение, разработанное на основе метода конечных элементов, позволяющее проводить анализ термонапряженного состояния конструкций в трехмерной постановке с учетом пластических деформаций. При построении расчетной модели учитывались конструктивные особенности топливного бака. Установлено, что расчетные значения разрушающих нагрузок определяются диаграммами упругопластического деформирования материала бака.