ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ФУНКЦИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Объекты исследования: новые искусственные, функционально ориентированные материалы с заранее заданными свойствами; напряженное состояние рассматриваемых сред. Цель: улучшение прочностных характеристик и эксплуатационных качеств деталей, узлов и конструкций, выполненных из современных функционально ориентированных, в том числе композиционных материалов, работающих в экстремальных условиях при постоянных динамических нагрузках. Предложены обобщенная модель неоднородного покрытия, состоящего из предварительно напряженных как однородных, так и функционально-градиентных слоев с различным изменением свойств, а также математические модели предварительно напряженных упругих, электро- и термоэлектроупругих сред с неоднородным покрытием. Модели позволяют учитывать изменение физических параметров материалов, связанное с действием начальных механических напряжений, электростатических и температурных полей на отдельные составляющие рассматриваемых структур. Разработаны новые эффективные методы решения краевых задач динамической теории электро-, и термоэлектроупругости для преднапряженных сред с неоднородным покрытием. Разработаны и реализованы в программных комплексах алгоритмы и методы построения функции Грина для полуограниченных предварительно напряженных упругих, электро- и термоэлектроупругих сред с неоднородным, в том числе функционально-градиентным покрытием. Определены условия потери внутренней и поверхностной устойчивости неоднородных упругих, электро- и термоэлектроупругих материалов с покрытием в зависимости от свойств покрытия, характера и интенсивности начальных воздействий. На примере решения ряда конкретных задач установлены закономерности влияния вида, характера и интенсивности начальных воздействий на динамические характеристики рассматриваемых структур (в том числе дисперсионные характеристики, особенности поверхностного волнового поля, АЧХ, резонансные свойства) в зависимости от геометрических параметров, типа и локализации неоднородности покрытий. Предложен эффективный метод обработки регистрируемых сигналов, позволяющий проводить идентификацию неоднородностей исследуемого объекта. Разработаны эффективные методы онлайн-контроля технологического процесса с целью получения сегнетоэлектрических пленок заданной структуры. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложены методы оптимизации технологий получения высококачественных многослойных сегнетоэлектрических пленок.