Электронный научный журнал
Diagnostics, Resource and Mechanics 
         of materials and structures
ВыпускиО журналеАвторуРецензентуКонтактыНовостиРегистрация

2021 Выпуск 4

2023 Выпуск 2
2023 Выпуск 1
2022 Выпуск 6
2022 Выпуск 5
2022 Выпуск 4
2022 Выпуск 3
2022 Выпуск 2
2022 Выпуск 1
2021 Выпуск 6
2021 Выпуск 5
2021 Выпуск 4
2021 Выпуск 3
2021 Выпуск 2
2021 Выпуск 1
2020 Выпуск 6
2020 Выпуск 5
2020 Выпуск 4
2020 Выпуск 3
2020 Выпуск 2
2020 Выпуск 1
2019 Выпуск 6
2019 Выпуск 5
2019 Выпуск 4
2019 Выпуск 3
2019 Выпуск 2
2019 Выпуск 1
2018 Выпуск 6
2018 Выпуск 5
2018 Выпуск 4
2018 Выпуск 3
2018 Выпуск 2
2018 Выпуск 1
2017 Выпуск 6
2017 Выпуск 5
2017 Выпуск 4
2017 Выпуск 3
2017 Выпуск 2
2017 Выпуск 1
2016 Выпуск 6
2016 Выпуск 5
2016 Выпуск 4
2016 Выпуск 3
2016 Выпуск 2
2016 Выпуск 1
2015 Выпуск 6
2015 Выпуск 5
2015 Выпуск 4
2015 Выпуск 3
2015 Выпуск 2
2015 Выпуск 1






E. M. Reizmunt, S. V. Doronin, E. V. Moskvichev


DOI: 10.17804/2410-9908.2021.4.050-061

The tasks of information and computational support for the analysis of the survivability and safety of power shells of technical objects are formulated, aimed at studying their properties taking into account damages and abnormal effects. To solve them, algorithms and computational tools have been developed, aimed at analyzing damage and assessing the risk of re-occurrence of accidents at technical objects, modeling the structural and mechanical heterogeneity of welded joints and calculating their crack resistance, parametric modeling of welded joints with defects, analyzing the sensitivity of structures to defects, damages, and off-design effects, and evaluating their survivability and safety. Information support has been developed, which contains a systematic list of factors reducing survivability and safety, the results of experimental studies of the crack resistance of welded joints and the survivability of shells with a developing macrocrack, as well as the accumulated results of solving model and applied problems on analyzing the properties of damaged shell structures, as reference data.

Keywords: shell structures, survivability, safety, information and computational support


  1. Makhutov N.A., Dukhanina L.N., Svetik F.F., Gadenin M.M., Bobrov Yu.V., Barykin A.N., Zakablutskaya Ye.A., Yudina O.N. Science and technology in the analysis of new challenges and threats in the substantiation of integrated security. In: Bezopasnost Rossii. Pravovye, sotsialno-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty. Informatsionnyi byulleten [Safety of Russia: Multivolumed Series]. Moscow, MGOF «Znaniye» Publ., 2021, 152 p. (In Russian).
  2. Barishpolets V.A., Bekker A.D., Bobrov Yu.V., Vlasov Yu.V., Gadenin M.M., Korchak V.Yu., Krivopuskov V.V., Litvinov V.B., Makhutov N.A., Reznikov D.O., Yudin A.Yu. Bezopasnost Rossii: Tematicheskiy blok Natsionalnaya bezopasnost [Safety of Russia: Thematic Topic “National Safety”]. Moscow, MGOF «Znanie» Publ., 2021, 432 p. ISBN 978-5-87633-195-3. (In Russian).
  3. Makhutov N.A., Cherepanov A.P., Lisanov M.V. Tasks of the development and implementation of enterprise industrial safety management system when operating technical devices. Bezopasnost truda v promyshlennosti, 2021, No. 2, pp. 15–19. DOI 10.24000/0409-2961-2021-2-15-19. (In Russian).
  4. Mahutov N.A., Reznikov D.O. Multilevel Survivability Assessment of Complex Technical Systems with Account for Large-Scale and Structural Hierarchy of Damages and Destruction Accumulation Processes. Safety in Technosphere, 2016, vol. 5, iss. 4, no. 4, pp. 3–17. (In Russian).
  5. Makhutov N.A., Reznikov D.O., Petrov P.V. Assessment of survivability of complex technical systems. Problemy Bezopasnosti i Chrezvychaynykh Situatsiy, 2009, no. 3. pp. 47–66. (In Russian).
  6. Lepikhin A.M., Makhutov N.A., Shokin Yu.I. Probabilistic multiscale modeling of fracture in heterogeneous materials and structures. Industrial laboratory. Diagnostics of materials, 2020, 86 (7), pp. 45–54. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-7-45-54. (In Russian).
  7. Lepikhin A.M., Makhutov N.A., Shokin Yu.I., Yurchenko A.V. Analysis of risk concept for technical systems using digital twins. Vychislitelnye Tekhnologii, 2020, no. 4, pp. 99–113. DOI: 10.25743/ICT.2020.25.4.009. (In Russian).
  8. Makhutov N.A., Gadenin M.M., Maslov S.V., Reznikov D.O., Pichkov S.N., Panov V.A. Investigation of the Influence of Operational Loading Regimes on the Service Life of Nuclear Power Plants. In: H. Altenbach, V.A. Eremeyev, L.A. Igumnov, eds. In: Multiscale Solid Mechanics, Advanced Structured Materials series, Springer, 2021, vol 141, pp. 319–330. DOI: 10.1007/978-3-030-54928-2_24.
  9. Makhutov N.A., Gadenin M.M., Reznikov D.O. Assessment of extreme thermo-mechanical states of engineering systems under operating loading conditions. Acta Mechanica. 2021. vol. 232, No. 5, pp. 1829–1839. DOI 10.1007/s00707-020-02920-3.
  10. Makhutov N.A., Lepikhin A.M., Leshchenko V.V. Scientific and methodological provision of safety of subsea pipelines with defects using risk criteria. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 2021, vol. 87. no. 6, pp. 45–53. DOI 10.26896/1028-6861-2021-87-6-45-53. (In Russian).
  11. Makhutov N.A., Panov A.N. Improving the scientific base and regulatory justification of the safety of wheeled mobile vehicles. Problemy Bezopasnosti i Chrezvychaynykh Situatsiy, 2021, no. 1, pp. 34–43. DOI 10.36535/0869-4176-2021-01-5. (In Russian).
  12. Makhutov N.A., Makarenko I.V., Makarenko L.V. Features of an estimation low temperatures of crack resistance for cryogenic techniques. In: Zhivuchest i konstruktsionnoye materialovedeniye (ZhiVKoM-2020) [The 5th International Scientific and Technical on line Conference “Survivability and Structural Science of Materials”: collection of papers]. Moscow, October 27–29 2020, Moscow, IMASH im. A.A. Blagonravova RAN Publ., 2020, pp. 154–157. (In Russian).
  13. Zhuravkov M.A., Bogdanovich A.V., Shemet L.A., Nikolaychik М.А., Dembovsky I.N., Makhutov N.A., Gadenin M.M., Reznikov D.O., Yudina O.N. Modelling of contact interaction between parts of the lifting mine complex at safety estimations. Problemy bezopasnosti i chrezvychaynykh situatsiy, 2021, No. 4, pp. 9–25. DOI: 10.36535/0869-4179-2021-04-1. (In Russian).
  14. Makhutov N.A., Nadein V.A., Blednova Zh.M., Neganov D.A., Shauro A.N. Problems of substantiating the strength and safety of main pipelines, taking into account the stages of the life cycle, hazardous technogenic and natural factors. Problemy bezopasnosti i chrezvychaynykh situatsiy, 2021, no. 1, pp. 5–17. DOI: 10.36535/0869-4176-2021-01-1. (In Russian).
  15. Makhutov N.A., Kossov V.S., Oganyan E.S., Volokhov G.M., Ovechnikov M.N., Protopopov A.L. Prediction of contact-fatigue damage to rails using computational-experimental methods. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 2020, vol. 86, No. 4, pp. 46–55. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-4-46-55. (In Russian).
  16. Makhutov N.A. Management of safety of critical and strategically important marine mobile facilities according to risk creation. In: Sb. tr. konf. “Upravlenie v morskikh sistemakh” (UMS‑2020): 13-ya Mul'tikonferentsiya po problemam upravleniya [Proceedings of the “Management of Maritime systems” (UMS‑2020)], St. Petersburg, October 07–08 2020, St. Petersburg, Kontsern “CNII “Elektropribor” Publ., 2020, pp. 21–22. (In Russian).
  17. Moskvichev E.V., Lepihin A.M. Structural and mechanical heterogeneity and fracture toughness of welded joints of steels 09Mn2Si and 12Cr18Ni10Ti. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 2013, no 6, pp. 50–54. (In Russian).
  18. Rogalev A.N., Doronin S.V., Reizmunt E.M. Experience in solving and formulating inverse problems of structural strength and survivability. Trudy mezhdunarodnoy konferentsii “Aktualnyye problemy vychislitelnoy i prikladnoy matematiki-2015”, posvyashchennoy 90-letiyu so dnya rozhdeniya akademika Guriya Ivanovicha Marchuka [Proceedings of International Conference dedicated to 90th anniversary of G.I. Marchuk’s birth “Actual problems of computational and applied mathematics-2015”], Novosibirsk, Abvey, 19–23 October 2015, 916 p. (In Russian).
  19. Moskvichev E.V. An evaluation of the fracture toughness of a thin-walled pressure vessel with account for the structural and mechanical inhomogeneity of the welded joint. J. Mach. Manuf. Reliab., 2015, vol. 44, pp. 32–37. DOI: 10.3103/S1052618815020119.
  20. Moskvichev E. Fracture assessment of cracked welded structures considering the heterogeneity of welded joints. Procedia Materials Science, 2014, vol. 3, pp. 556–561. DOI: 10.1016/j.mspro.2014.06.092.
  21. Larionov V.P., Moskvichev V.V., Doronin S.V. Fracture toughness analysis of typical welded joints of excavator metal structures. Sibirskiy fiziko-tekhnicheskiy zhurnal, 1993, vol. 2, pp. 104–113 (In Russian).
  22. Shokin Yu.I., Moskvichev V.V., Lepihin A.M. Veroyatnostnyye modeli tekhnologicheskoy defektnosti svarnykh soyedineniy [Probabilistic models of technological defects in welded joints]. Krasnoyarsk, VTs SO AN SSSR Publ., 1988. (In Russian).
  23. Moskvichev V.V., Doronin S.V. Assessment and optimization of durability and reliability in the life design of welded structures. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 1996, no 3, pp. 38–42. (In Russian).
  24. Stoer M., Wagner F. A simple min-cut algorithm. Journal of the ACM, 1997, vol. 44, no. 4, pp. 585–591. DOI: 10.1145/263867.263872.

Е. М. Рейзмунт, С. В. Доронин, Е. В. Москвичев


Сформулированы задачи информационно-вычислительного обеспечения анализа живучести и безопасности силовых оболочек технических объектов, направленные на изучение их свойств с учетом повреждений и нештатных воздействий. Для их решения разработаны алгоритмы и вычислительные средства, направленные на анализ аварий и оценку риска их повторного возникновения, моделирование структурно-механической неоднородности и расчет трещиностойкости сварных соединений, параметрическое моделирование сварных соединений с дефектами, анализ чувствительности конструкций к дефектам, повреждениям и запроектным воздействиям, оценку живучести и безопасности технологического оборудования (ТО). Разработано информационное обеспечение, содержащее в качестве справочных данных систематизированный перечень факторов снижения живучести и безопасности ТО, результаты экспериментальных исследований трещиностойкости сварных соединений и живучести оболочек с развивающейся макротрещиной, накопленные результаты решения модельных и прикладных задач анализа свойств повреждаемых оболочечных конструкций.

Ключевые слова: оболочечные конструкции, живучесть, безопасность, информационно-вычислительное обеспечение


  1. Наука и технологии в проблемах анализа новых вызовов и угроз при обосновании комплексной безопасности : итоговые материалы по I-II этапам и перспективам реализации многотомного издания «Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты : информационный бюллетень» / Н. А. Махутов, Л. Н. Духанина, Ф. Ф. Светик, М. М. Гаденин, Ю. В. Бобров, А. Н. Барыкин, Е. А. Закаблуцкая, О. Н. Юдина. – Москва : МГОФ «Знание», 2021. – 152 с. – ISBN 978-5-87633-196-0.
  2. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность сложных человеко-машинных систем : тематический блок "Национальная безопасность" / В. А. Баришполец, А. Д. Беккер, Ю. В. Бобров, Ю. В. Власов, М. М. Гаденин, В. Ю. Корчак, В. В. Кривопусков, В. Б. Литвинов, Н. А. Махутов, Д. О. Резников, А. Ю. Юдин. – Москва : МГОФ "Знание", 2021. – 432 с. – ISBN 978-5-87633-195-3.
  3. Махутов Н. А., Черепанов А. П., Лисанов М. В. Задачи разработки и реализации системы управления промышленной безопасностью предприятия при эксплуатации технических устройств // Безопасность труда в промышленности. – 2021. – № 2. – С. 15–19. – DOI: 10.24000/0409-2961-2021-2-15-19.
  4. Махутов Н. А., Резников Д. О. Многоуровневая оценка живучести сложных технических систем с учетом масштабно-структурной иерархии процессов накопления повреждений и разрушения // Безопасность в техносфере. – 2016. – № 4. – С. 3–17.
  5. Махутов Н. А., Резников Д. О. Оценка прочностной живучести технических систем // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2019. – № 3. – С. 47–57.
  6. Лепихин А. М., Махутов Н. А., Шокин Ю. И. Вероятностное многомасштабное моделирование разрушений структурно-неоднородных материалов и конструкций // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2020. – № 67. – С. 45–54.
  7. Концепция риск-анализа технических систем с использованием цифровых двойников / А. М. Лепихин, Н. А. Махутов, Ю. И. Шокин, А. В. Юрченко // Вычислительные технологии. – 2020. – № 4. – С. 99–113.
  8. Investigation of the influence of operational loading regimes on the service life of nuclear power plants / N. A. Makhutov, M. M. Gadenin, S. V. Maslov, Dmitry O. Reznikov, Sergey N. Pichkov, Vladimir A. Panov // Multiscale solid mechanics : strength, durability, and dynamics. – Switzerland : Springer Nature, 2021. – P. 319–330. – DOI: 10.1007/978-3-030-54928-2_24.
  9. Makhutov N. A., Gadenin M. M., Reznikov D. O. Assessment of extreme thermo-mechanical states of engineering systems under operating loading conditions // Acta Mechanica. – 2021. – Vol. 232, No 5. – P. 1829–1839. – DOI 10.1007/s00707-020-02920-3.
  10. Махутов Н. А., Лепихин А. М., Лещенко В. В. Научно-методическое обеспечение безопасности морских подводных трубопроводов с дефектами по критериям риска // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2021. – Т. 87, № 6. – С. 45–53. – DOI 10.26896/1028-6861-2021-87-6-45-53.
  11. Махутов Н. А., Панов А. Н. Совершенствование научной базы и нормативного обоснования безопасности колесных мобильных машин // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2021. – № 1. – С. 34–43. – DOI 10.36535/0869-4176-2021-01-5.
  12. Махутов Н. А., Макаренко И. В., Макаренко Л. В. Особенности оценки низкотемпературной трещиностойкости для криогенной техники // Живучесть и конструкционное материаловедение (ЖивКоМ-2020) : сборник трудов V Международной научно-технической конференции в дистанционном формате, Москва, 27–29 октября 2020 года. – Москва : Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук, 2020. – С. 154–157.
  13. Моделирование контактного взаимодействия между элементами подъемного шахтного комплекса при оценках безопасности / М. А. Журавков, А. В. Богданович, Л. А. Шемет, М. А. Николайчик, И. Н. Дембовский, Н. А. Махутов, М. М. Гаденин, Д. О. Резников, О. Н. Юдина // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2021. – № 4. – С. 9–25.
  14. Проблемы обоснования прочности и безопасности магистральных трубопроводов с учетом стадий жизненного цикла, опасных техногенных и природных факторов / Н. А. Махутов, В. А. Надеин, Ж. М. Бледнова, Д. А. Неганов, А. Н. Шауро // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2021. – № 1. – С. 5–17.
  15. Прогнозирование контактно-усталостных повреждений рельсов расчетно-экспериментальными методами / Н. А. Махутов, В. С. Коссов, Э. С. Оганьян, Г. М. Волохов, М. Н. Овечников, А. Л. Протопопов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2020. – Т. 86, № 4. – С. 46–55. – DOI 10.26896/1028-6861-2020-86-4-46-55.
  16. Махутов Н. А. Управление безопасностью по критериям рисков критически и стратегически важных морских подвижных объектов // Материалы конференции «Управление в морских системах» (УМС-2020) : 13-я МУЛЬТИКОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ, Санкт-Петербург, 07–08 октября 2020 года. – Санкт-Петербург, Концерн Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2020. – С. 21–22.
  17. Москвичев Е. В., Лепихин А. М. Структурно-механическая неоднородность и трещиностойкость сварных соединений сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2013. – № 6. – С. 50–54.
  18. Рогалев А. Н., Доронин С. В., Рейзмунт Е. М. Опыт решения и постановки обратных задач конструкционной прочности и живучести [Электронный ресурс] // Труды международной конференции «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики-2015», посвященной 90-летию со дня рождения академика Гурия Ивановича Марчука, Абвей, 19–23 октября 2015 г. – Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 2015. – 1 электрон. опт. диск. – 916 с.
  19. Moskvichev E. V. An evaluation of the fracture toughness of a thin-walled pressure vessel with account for the structural and mechanical inhomogeneity of the welded joint // J. Mach. Manuf. Reliab. – 2015. – Vol. 44. – P. 32–37 – DOI 10.3103/S1052618815020119.
  20. Moskvichev E. Fracture assessment of cracked welded structures considering the heterogeneity of welded joints // Procedia Materials Science. – 2014. – Vol. 3. – P. 556–561 – DOI 10.1016/j.mspro.2014.06.092.
  21. Ларионов В. П., Москвичев В. В., Доронин С. В. Расчет на трещиностойкость типовых сварных соединений металлоконструкций экскаваторов // Сибирский физико-технический журнал. – 1993. – Вып. 2. – С. 104–113.
  22. Шокин Ю. И., Москвичев В. В., Лепихин А. М. Вероятностные модели технологической дефектности сварных соединенийю – Красноярск : ВЦ СО АН СССР, 1988. – (Препр. АН СССР, Сиб. отд-ние, ВЦ; N 8.
  23. Москвичев В. В., Доронин С. В. Оценка и оптимизация долговечности и надежности при ресурсном проектировании сварных конструкций // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 1996. – № 3. – С. 38–42.
  24. Stoer M., Wagner F. A simple min-cut algorithm // Journal of the ACM. – 1997. – Vol. 44, No. 4. – P. 585–591. – DOI: 10.1145/263867.263872.


Библиографическая ссылка на статью

Reizmunt E. M., Doronin S. V., Moskvichev E. V. Information and Analytical Tools for Assessing the Structural Survivability and Safety of Technological Equipment // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2021. - Iss. 4. - P. 50-61. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2021.4.050-061. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2021-4/2021-4_331.html
(accessed: 31.05.2023).  


РИНЦ 0.42


МРДМК 2022
ЦКП Пластометрия
Google Scholar



Учредитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения Российской академии наук
Главный редактор:  С.В.Смирнов
При цитировании ссылка на Электронный научно-технический журнал "Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures" обязательна. Воспроизведение материалов в электронных или иных изданиях без письменного разрешения редакции запрещено. Опубликованные в журнале материалы могут использоваться только в некоммерческих целях.
Главная E-mail 0+

ISSN 2410-9908 Регистрация СМИ в Роскомнадзоре Эл № ФС77-57355 от 24 марта 2014 г. © ИМАШ УрО РАН 2014-2023, www.imach.uran.ru