Формулировка, расчетно-экспериментальное и вероятностно-статистическое обоснование нелинейных параметров сопротивления разрушению на основе градиентной теории пластичности

В порядке решения проблемы развития методов нелинейной механики деформирования и разрушения при формировании фундаментальных основ инженерных приложений цель проекта заключается в разработке и вероятностно-статистическом обосновании метода определения и прогнозирования характеристик сопротивления разрушению конструкционных материалов на основе новых параметров локальной поврежденности в трактовке по градиентной теории пластичности (CMSG). Задачи проекта состоят в выводе новых конституционных уравнений состояния среды, разработке и реализации алгоритма и вычислительного комплекса расчетов по градиентной теории пластичности, развернутых численных параметрических исследованиях и обобщении кинетики полей параметров НДС во фронте трещины для исходных и поврежденных состояний материала, экспериментальном исследовании на образцах различной геометрии и интерпретации в терминах классической и градиентной теорий пластичности (CMSG) характеристик сопротивления деформированию и разрушению трех типов сталей, двух титанового и алюминиевого сплавов, разработке и развитии на этой основе вероятностно-статистических методов оценки предельных состояний с привлечением новых параметров механики трещин с приложениями к оценке и прогнозированию остаточной прочности и несущей способности элементов конструкций. Краткое содержание работы. Основным обобщающим результатом проекта является комплексная методология вероятностно-статистической оценки риска и склонности к разрушению с позиций градиентной теории пластичности (CMSG) по отношению к классическим упруго-пластическим моделям. Научная значимость проекта состоит в формировании фундаментальных основ анализа и приложений исследования состояния критической локальной области предразрушения с позиций новой градиентной теории пластичности (CMSG), относящейся к Тейлоровскому масштабу дислокационной структуры материала. Актуальность проекта состоит в системном анализе, вероятностно-статистическом описании и прогнозировании возрастающего вклада локальной поврежденности, обуславливающей снижение критических величин параметров сопротивления разрушению материалов и несущей способности элементов конструкций. Результаты отнесены к категориям теоретического, экспериментального и прикладного содержания. Мировым приоритетом научного толка является введение и обоснование новой характеристики сопротивления разрушению материалов и элементов конструкций для условий градиентной пластичности в форме амплитудных коэффициентов интенсивности напряжений. Новизна экспериментальных результатов состоит в установленных закономерностях поведения характеристик сопротивления разрушению и анализе и интерпретации опытных данных на основе традиционных и предлагаемых в проекте подходов. Самостоятельную значимость имеет разработанный вычислительный комплекс решения задач анализа НДС на основе конституционных уравнений теории градиентной пластичности (CMSG) в рамках МКЭ-кода ANSYS, который может быть тиражирован по испытательным и исследовательским лабораториям университетов, институтов и предприятий. Прикладная составляющая проекта ориентирована на непосредственное практическое использование результатов исследование и разработок, при формировании которых в проекте целенаправленно выбраны наиболее востребованные в наукоемком машиностроении классы конструкционных материалов (стали, титановые и алюминиевые сплавы).