Отчет за 2022 год по теме FURM-2019-0003: "Разработка расчетно-экспериментальных методов прогнозирования прочности и поврежденности материалов с многоуровневой структурой при экстремальных параметрах нагружения с целью обеспечения безопасности технологической обработки и эксплуатации элементов конструкций".

Объектом исследования являлись иерархически структурированные композитные материалы и покрытия, их свойства и технологии изготовления. В 2021 году получены следующие основные результаты. 1) Выполнено иерархическое моделирование упруго-пластической деформации в сварном соединении «сталь AISI 321/Cu/Ti», полученном методом лазерной сварки. Установлены закономерности влияния микроструктуры на распределение характеристических параметров напряженно-деформированного состояния в зонах сварного соединения. 2) Разработана модель адгезивного соединения в металлополимерных композитных. Установлены количественные закономерности влияния напряженного состояния, температуры испытаний и состава отвердителя на предельную плотность энергии деформации при разрушении металлополимерного соединения «алюминиевый сплав АМг5/эпоксидная смола ЭД-20». 3) Разработаны модели расслоения в слоистых композитах, основанные на уе-те стадии разупрочнения связующего, предшествующего его разрушению как при одно-осном поперечном растяжении, так и при плоском напряженном состоянии, вызванном продольным и поперечным растяжениям. 4) Разработка методика расчета момента разрушения тонкого покрытия толстостенной цилиндрической трубы, находящейся под воздействием циклически изменяющегося внутреннего давления. Методика основана на применении математической тео-рии катастроф и рассмотрения неустойчивых состояний материала покрытия (разупрочнение) на стадии предразрушения. 5) Выполнен цикл поисковых исследований перспективных составов много-слойных высокотемпературных покрытий, получаемых методом плазменного напыления. Установлены закономерности формирования химического и фазового состава, микро-структуры, микротвердости, износостойкости слоев покрытий. По результатам проведен-ных исследований предложены составы слоев многослойных высокотемпературных по-крытий для защиты поверхности прошивных оправок для производства полых цилиндрических изделий. 6) Установлены закономерности влияния на прочность сцепления плазменно-порошковых покрытий, нанесенных на поверхность графитовых электродов для выплавки металлических сплавов, в зависимости от вида предварительной подготовки его по-верхности и состава напыляемых порошковых материалов. Показано, что наилучшие параметры прочности сцепления достигаются при использовании алюминиевого порошка АСД-0, связано с хорошим проплавлением частиц порошка алюминия при напылении, позволяющим им хорошо заполнять профиль поверхности графита. 7) Разработана оригинальная экспериментально-вычислительная методика идентификации упруго-вязко-пластической модели материала полимерного покрытия при индентировании. С использованием идентифицированной модели материала покрытия изучено изменение поля распределения полной эквивалентной деформации и эквивалентной деформации ползучести в области под индентором как в процессе активного вдавливания индентора, так и при выдержке под нагрузкой. По направлению исследований выполняемой темы в 2022 году опубликовано 17 статей, в том числе 14 в научно-технических изданиях, входящих в международные базы цитирования Web of Science и Scopus. Из них 3 статьи опубликованы в международных журналах с квартилем Q1, 4 - в журналах с квартилем Q2. Получены 3 патента РФ на изобретения.