Исследование влияния размерных факторов на динамику и процессы контактного взаимодействия макро-, микро- и наноразмерных структурно-неоднородных тел в условиях связанности физических полей различной природы

Проведены разработка и исследование математических моделей динамики и процессов контактного взаимодействия макро-, микро- и наноразмерных структурно-неоднородных тел, находящихся в условиях воздействия связанных физических полей различной природы. Получила дальнейшее развитие линеаризованная теория динамики макро- и микроразмерных структурно-неоднородных тел, находящихся в условиях воздействия электрических и тепловых полей. Разработана математическая модель, и проанализирована возможность управления свойствами функционально-ориентированных сегнетоэлектрических гетероструктур. В рамках феноменологической теории Ландау получены линеаризованные соотношения и исследовано влияние внешнего электрического поля на поведение всех материальных постоянных тонких пленок титаната бария. Для фиксированного значения вынужденной деформации пленки титаната бария, расположенной на кубической подложке, в электростатическом поле большой интенсивности, приложенном в плоскости пленки, вычислен полный набор материальных констант. В области существования c-фазы исследовано поведение коэффициента электромеханической связи при изменении вынужденной деформации. Показано, что коэффициент электромеханической связи достигает экстремального значения при увеличении поля. Усовершенствован метод определения зависящих от внешних условий постоянных линеаризованных уравнений пьезоэффекта. На примере монокристаллических тонких пленок титаната бария изучено поведение упругих постоянных в зависимости от величины вынужденной деформации. В конечно-элементной среде COMSOL-Multiphysics проведено моделирование динамических процессов в тонкопленочных гетероструктурах при различных значениях параметра несоответствия кристаллических решеток пленки и подложки. В рамках линеаризованной теории термоупругости построена трехмерная функция Грина преднапряженного термоупругого полупространства с неоднородным покрытием. Формулы позволяют проводить исследование динамических смешанных задач термоупругости в широком диапазоне изменения параметров. Разработана методика и проведено исследование структуры и параметров поверхностных волновых полей в неоднородных средах на основе использования наноразмерных сегнетоэлектрических датчиков деформации. Развиты методы идентификации структуры среды по поверхностному волновому полю за счет использования настраиваемого двумерного ортонормированного базиса. Распознавание типа дефекта по функциям отклика осуществлялось на основе использования специально построенных признаковых пространств диагностики. Исследованы физические свойства и изучены закономерности процесса формирования полупроводниковых наногетероструктур с промежуточной подзоной. Проведено моделирование и представлены механический и термодинамический подходы к описанию самоорганизованного роста в процессе релаксации механически напряженных гетеросистем с различающимися параметрами кристаллических решеток.