Создание и реализация новых методов экспериментальных и виртуальных исследований несущей способности материалов и элементов конструкций на основе механики повреждений и имитационного моделирования.

В порядке решения проблемы развития методов нелинейной механики деформирования и разрушения цель научно-исследовательской работы заключалась в разработке новых методов экспериментальных и виртуальных исследований несущей способности материалов и элементов конструкций при сложном напряженном состоянии на основе концепции нелинейных коэффициентов интенсивности напряжений с учетом принципов механики поврежденной среды и имитационного моделирования. Реализация подходов к решению задач вычислительной и экспериментальной механики трещин на основе единого параметра в форме пластического коэффициента интенсивности напряжений (КИН) в модифицированной формулировке для условий развитой текучести, показала эффективность его применения при сложном напряжённом состоянии и смешанных формах деформирования. На примере диска компрессора и диска турбины авиационных газотурбинных двигателей была разработана и экспериментально обоснована концепция имитационного моделирования накопления и развития повреждений по параметрам напряженно-деформированного состояния с учетом эксплуатационных факторов нагружения. Представлены результаты экспериментальных исследований развития поверхностных трещин в имитационных моделях при циклическом растяжении в условиях нормальных и повышенных температур. В рамках реализации экспериментальных исследований имитационных моделей диска турбины был разработан метод моделирования эксплуатационных спектров нагружения при экспериментальном и виртуальном исследовании остаточной долговечности элементов конструкций. Предложена методика автоматизации проведения испытаний, моделирующих длительное пребывание материала диска под нагрузкой при повышенных температурах. В рамках создания расчетных комплексов остаточной долговечности элементов конструкций с учетом имитационного моделирования накопления и развития повреждений в материалах проведена интеграция модели поврежденности Lemaitre в совокупности с законами изотропного и кинематического упрочнения в программный комплекс расчетов по методу конечных элементов ANSYS. Созданы расчётные программы ЭВМ для определения зон накопления повреждений и анализа напряженно-деформированного состояния в рамках оценки остаточной долговечности элементов конструкций на основе нелинейных параметров механики трещин с учетом эксплуатационных факторов нагружения и накопленной поврежденности.