06.12.2022 (15:00) Семинар Научного центра волоконной оптики им. Е. М. Дианова ИОФ РАН

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 1.2.2. «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

Данные: Юлия Игоревна Лесникова, ведущий инженер кафедры Вычислительной математики, механики и биомеханики, ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь 

Название темы: Математическое моделирование термовязкоупругого поведения оптических волокон типа Panda и его конструктивных элементов 

Научный руководитель: к.т.н., Александр Николаевич Труфанов

Аннотация:

Анизотропное одномодовое волокно типа Panda используют для изготовления чувствительного контура волоконно-оптического гироскопа, который является важной компонентой современных навигационных приборов гражданского и военного назначения. К ним предъявляются жесткие требования по корректной работе в заданном эксплуатационном диапазоне температур от -60°С до +60°С. При изменении температуры, изгибе и натяжении оптического волокна при намотке на катушку, контактном взаимодействии с соседними витками возникает сложное, эволюционирующее во времени напряженно-деформированное состояние, в результате изменяется и показатель преломления материала светопроводящей жилы. Работа посвящена созданию эффективных математических моделей термовязкоупругости анизотропных оптических волокон типа Panda и его конструктивных элементов для изучения основных закономерностей деформационного и оптического поведения изделия в условиях термосиловых воздействий. Рассматривается два этапа технологического процесса производства оптического волокна: изготовление конструктивного элемента заготовки волокна (силового стержня) и промежуточное испытание волокна после изготовления. Для описания формирования и эволюции технологических остаточных напряжений в условиях термосилового  воздействия была построена математическая модель в широком диапазоне температур с учетом релаксационных переходов в стеклах. Для силовых стержней была разработана и апробирована методика выбора критерия конструкционной прочности на основании серии натурных и вычислительных экспериментов на разрушение. Получены новые данные по прочности силовых стержней. Для моделирования промежуточного испытания была построена математическая модель волокна Panda с двухслойным полимерным защитно-упрочняющим покрытием в условиях термосилового воздействия в широком диапазоне температур с учетом релаксационных переходов в полимерах защитных покрытий. Выполнены многопараметрические вычислительные эксперименты для выявления основных закономерностей эволюции оптических характеристик волокна. Оригинальными результатами являются картины деформационного и оптического поведения волокна Panda с защитным покрытием с учетом нелинейного поведения материалов системы. 

_____________________________