Отчет за 2024 год по теме FURM-2024-0001 "Исследование и моделирование предельных состояний материалов и конструкций в экстремальных условиях с учетом влияния состава, структуры, температуры и напряженно-деформированного состояния"

Объектом исследования являлись поведение материалов, конструкций и органических систем в экстремальных условиях. В 2024 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 уете стадии разупрочнения связующего, предшествующего его разрушению как при одноосном 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 теории катастроф и рассмотрения неустойчивых состояний материала покрытия (разупрочнение) на стадии предразрушения. 5) Выполнен цикл поисковых исследований перспективных составов многослойных высокотемпературных покрытий, получаемых методом плазменного напыления. Установлены закономерности формирования химического и фазового состава, микроструктуры, микротвердости, износостойкости слоев покрытий. По результатам проведенных исследований предложены составы слоев многослойных высокотемпературных покрытий 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 поверхности 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.