Дослідження технологічної та експлуатаційної дефектності технічних систем, включаючи ймовірнісне моделювання процесів формування технологічної дефектності

Автор проекту: Національний гірничий університет, кафедра будівництва, геотехніки і геомеханіки, Дніпропетровськ (Україна).

Мета проекту. Розробка комплексу конструктивно-силових методів забезпечення живучості, що передбачає формулювання алгоритмів формоутворення несучих конструкцій відповідно до вимог оптимального проектування елементів конструкцій за критеріями живучості, моделей управління ресурсом і живучістю при наявності локальних ушкоджень.

Загальна інформація про проект. Забезпечення надійності та довговічності вже зведених будівельних конструкцій  є одним із пріоритетних напрямків сучасного будівництва. Визначення параметрів та забезпечення живучості (яка включає в себе міцність, надійність, довговічність ) несучих конструкцій вимагають комплексної постановки і проведення досліджень, що стосуються різних аспектів проектування, конструювання, виробництва, монтажу та експлуатації технічних систем. У міру розвитку таких систем все більшого значення набуває оцінка масштабного ефекту - ще одного небезпечного і непередбачуваного чинника, що призводить до руйнувань.

У зв'язку з цим слід зазначити , що моделювання напруженого стану в локальних зонах технологічної та експлуатаційної дефектності дозволить кількісно оцінити системний запас міцності. Така оцінка може виконуватися з використанням кінцево-елементних технологій в одній з наступних постановок: 1) конструкційний матеріал залежно від його властивостей і середовищних факторів може руйнуватися переважно за крихким або в'язким сценарієм; 2) конструкційний матеріал розглядається як суцільне або стохастично дефектне середовище.

Доцільно розвивати обчислювальні технології для моделювання напруженого стану в пошкоджених зонах, що, в свою чергу дозволить побудувати імовірнісні моделі напруженого стану в локальних зонах дефектності.

Моделювання деградації несучих конструкцій дозволить дослідити їх живучість у двох аспектах. По-перше, можливі оцінки часу деградації кожної перевантаженої зони до повної втрати або суттєвого зниження несучої здатності конструктивного елемента. Це дозволить отримати оцінку ресурсу по комплексу розглянутих критеріїв. По-друге, час деградації кожного елемента дозволяє виявити критичні з точки зору забезпечення міцності зони конструкції. Крім того, наявність значного числа змін стану системи до переходу її в граничний стан свідчить про її підвищену живучість  та властивості чинити опір розвитку аварійної ситуації.

Все вищесказане дозволить обґрунтувати і сформулювати поняття, принципи, якісні та кількісні показники живучості та пов'язаних з нею категорій стосовно до деталей і елементів конструкцій, вузлів  несучих конструкцій і технічних систем в цілому.