РАЗВИТИЕ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ МНОГОУРОВНЕВОГО ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ И КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ(заключительный)

Объект исследования: композиционные материалы и элементы конструкции разного масштабного уровня, включая контактные элементы при динамических воздействиях; параметры напряженно-деформированного состояния материалов и элементов конструкций, сопутствующие деформированию процессы диссипации энергии и износа в трибологических контактах. Цель: развитие нового направления в динамическом анализе конструкций, учитывающего влияние многоуровневой структуры материалов и диссипативных процессов в местах сочленения элементов конструкций на особенности динамического отклика отдельных узлов и конструкции в целом. Разработан расчетно-экспериментальный многомасштабный подход к исследованию диссипативных характеристик композиционных углепластиковых материалов и элементов конструкций из них. На основе этого подхода определены зависимости характеристик демпфирования (коэффициентов демпфирования и логарифмического декремента колебаний) от амплитуды колебаний и уровня деформаций и напряжений в плоских углепластиковых образцах разной схемы укладки углеродных волокон и тканей, а также образца из алюминиевого сплава. В рамках развития методов многоуровневого динамического моделирования элементов конструкций разработаны алгоритмы и методы учета коэффициентов демпфирования, зависящих от амплитуды деформаций/напряжений в конечно-элементном программном комплексе ANSYS. Разработанные алгоритмы использованы для моделирования динамического отклика углепластиковых композитных образцов с разной структурой. С целью повышения эффективности численных методов для изучения процессов диссипации энергии при динамическом анализе элементов конструкций с контактными парами обобщен метод редукции размерностей на случай динамических систем с линейными контактами. Проведено изучение влияния структуры градиентной среды на особенности фреттинг-износа при контактном взаимодействии в условиях вибраций, и установлены закономерности фреттинга в градиентных средах. Выявлены закономерности релаксационного затухания в подвижных соединениях элементов конструкций, подверженных высокочастотным осцилляциям одновременно в нормальном и тангенциальном направлениях, для контроля затухания в элементах аэрокосмических конструкций.