ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ДИССИПАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ ИХ ДЕФОРМИРОВАНИИ И В ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ КОНТАКТАХ

Объект исследования: металлические и композиционные материалы, а также элементы конструкции разного масштабного уровня, включая контактные элементы при динамических воздействиях. Цель: изучение особенностей нелинейного демпфирования как функции амплитуды колебаний, а также влияния структурной неоднородности среды на диссипацию энергии при деформировании и повреждении материалов, в том числе при контактном взаимодействии с трением. Изучены параметры напряженно-деформированного состояния материалов, элементов конструкций, включая трибологические контакты, и процессы диссипации энергии и износа. Получены зависимости собственных частот и коэффициентов демпфирования образцов полимерных композиционных материалов, армированных углеродными волокнами, от их строения (внутренней структуры) и уровня входного воздействия. Проведено комплексное численное изучение диссипативных процессов при деформации и повреждении материалов с многоуровневой структурой на примере контактного взаимодействия со структурно-неоднородными поверхностными слоями и при деформации пористых и насыщенных сред, композитов с металлической матрицей при разных видах динамических и статических воздействий. Выявлен эффект гистерезиса в адгезивных контактах, заключающийся в том, что при приведении двух тел в контакт и их отрыве наблюдаются две разные эффективные поверхностные энергии. Определены безразмерные параметры, определяющие характер поведения трибологической системы при многомодальном вибрационном воздействии, найдены области ее наиболее эффективного функционирования. Разработана динамическая конечно-элементная модель композитной приборной рамы, и проведена ее верификация по результатам испытаний. Результаты могут быть применены в области проектирования и расчета прочностных и динамических характеристик конструкций нового поколения.