Разработка научных основ методов повышения надежности и ресурса машин и конструкций и технологий создания новых материалов для экстремального климата Арктической зоны Российской Федерации, включая хладостойкие стали и сплавы с субмикроструктурой, их неразъёмные соединения, с учетом фазовых переходов на основе методов многоуровневого моделирования

Целью исследований является разработка научных основ методов повышения надежности и ресурса машин и конструкций, технологий создания новых материалов, включая хладостойкие стали и сплавы с субмикроструктурой, предназначенные для экстремального климата арктической зоны Российской Федерации, с учетом возможных фазовых переходов, на основе методов многоуровневого моделирования. Проведен обзор ведущихся в мире исследований по направлению НИР, теоретический анализ происходящих процессов накопления повреждений и разрушения с учётом фазовых переходов в материалах, обоснован системно-структурный подход при теоретическом, расчетном и физическом моделировании, проведен эксперимент на различных структурных уровнях, натурные и стандартные испытания, применены металлографические методы анализа, методы получение новых упрочненных материалов, оптическая и электронная микроскопия поверхностей деформации и разрушения, дана расчётная оценка накопленной поврежденности, использованы теоретические, конечно-разностные, итеративные методы математического моделирования, и дан анализ методов мониторинга металлоконструкций. Разработан и обоснован системно-структурный подход к многоуровневому моделированию материалов, объектов и систем, применены методы фрактографии и численного моделирования процессов накопления повреждений и разрушения, основанные на природе низкотемпературного вязкохрупкого перехода в ОЦК-сталях. В качестве практического применения подхода дан анализ технологии повышения прочности и хладостойкости сталей путём оптимизации их структуры циклическим нагружением при импульсном воздействии проходящего тока. Проведены работы по повышению безопасности и ресурса инфраструктурных объектов на основе анализа аварий и отказов крупногабаритных конструкций, включая вектвление трещины, Проведены моделирование тепловлажностного режима работы газопровода, напряженно-деформированного состояния подземного трубопровода, дан анализ методов мониторинга протяженных металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях криолитозоны. Полученный научный задел, алгоритмы и разработки в области макро- и микроскопического структурного моделирования с учётом фазовых переходов позволят создавать и применять цифровые двойники объектов.