Разработка математических моделей и методов проектирования изделий ракетно-космической техники из перспективных конструкционных и функциональных материалов

Проект «Разработка математических моделей и методов проектирования изделий ракетно-космической техники из перспективных конструкционных и функциональных материалов» направлен на разработку новых математических моделей для создания цифровых двойников компонентов ракетно-космической техники, созданных из перспективных структурно-чувствительных материалов, а также разработку специального программного обеспечения, позволяющего частично автоматизировать процессы наработки, анализа и сопоставления большого количества данных и альтернативных вариантов решения комплексных многокритериальных задач проектирования ракетно-космических систем и их элементов. На первом этапе разработана иерархия новых математических моделей, описывающих термомеханические процессы с учетом пространственной и временной нелокальностей в структурно-чувствительных материалах, в том числе двойственные вариационные формы математических моделей процессов стационарной теплопроводности и термоупругости в области произвольной формы с учетом пространственных нелокальных эффектов. Предложен вариант эндохронной теории пластичности для изотропных материалов при неизотермических условиях нагружения, а также вычислительный алгоритм решения определяющих соотношений. Преимуществом эндохронной теории термопластичности является относительная простота определяющих соотношений и возможность описывать такие особенности пластического поведения как линейное и нелинейное упрочение, неупругая разгрузка, гистерезис и др. Показано, что применение многослойного анизотропного теплозащитного покрытия, включающего в себя материалы с высокой теплопроводностью вдоль слоя, позволяет ограничить уровень нагрева и избежать теплового разрушения покрытия. Анализ напряжённо-деформированного состояния ТЗП показал, что возникающие напряжения находятся в рабочих диапазонах для применяемых материалов. Это подтверждает работоспособность выбранной схемы теплозащитного покрытия. Все полученные в ходе выполнения проекта результаты являются новыми и соответствуют мировому уровню.