Физико-математическое и имитационное моделирование, многопараметрические критерии, методы и средства диагностики и мониторинга повреждений и разрушений на различных масштабно-структурных уровнях

Настоящий проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы механики деформирования и разрушения критически важных элементов машин и конструкций на различных масштабно-структурных уровнях. Актуальность и перспективность сформулированной проблемы обусловлена тем, что ее решение с использованием многоуровневых моделей и многопараметрических критериев повреждений и разрушений позволит более корректно прогнозировать и обосновывать прочность, живучесть и ресурс критически важных элементов машин и конструкций с учетом особенностей деформирования и разрушения материала в локальных зонах процесса разрушения у концентраторов напряжений (включая трещиноподобные дефекты). Тем самым, будет устранен разрыв между подходами классической макромеханики разрушения и подходами, основанными на моделях и критериях разрушения на микро- и мезомасштабных уровнях, используемых для описания деформирования и разрушения локальных объемов материала в зонах концентрации напряжений. Научная новизна заключается в создании фундаментальной базы по принципиально новым научным методам экспериментального, аналитического и численного исследования зон процесса разрушения, включая обоснование многоуровневых моделей и многопараметрических критериев механики разрушения, физико-математическое и имитационное моделирование, количественную дефектометрию с использованием современных физических методов и средств диагностики. Оригинальность научных результатов проекта определяется комплексностью подхода и заключается в создании фундаментальных нелинейных многоуровневых моделей и многопараметрических критериев предельного состояния поврежденных элементов, позволяющих учитывать закономерности объемного деформирования и разрушения материала в локальной зоне процесса повреждений и разрушений для оценки конструкционной прочности и долговечности в условиях сложных режимов эксплуатационного нагружения; разработке унифицированных и специализированных подходов к расчетам, испытаниям, диагностике и мониторингу предельного состояния, прочности, ресурса и безопасности критически важных элементов машин и конструкций (включая атомные энергетические установки) в условиях статических, динамических и циклических нагрузок с учетом реальной нагруженности и поврежденности; разработке расчётно-экспериментальных методов определения и анализа локальных напряженно-деформированных состояний, локальных свойств и локальных остаточных напряжений методами электронной спеклинтерферометрии, лазерной голографии и корреляции цифровых изображений; разработке комбинированных методов прямой и косвенной диагностики раннего повреждения в недоступных зонах с применением методов натурной тензометрии, хрупких тензочувствительных покрытий, акустической эмиссии и аэрозольного прецизионного измерения; разработке методов экспериментального исследования, физико-математического и имитационного моделирования деформирования, повреждений и разрушения элементов машин и конструкций из перспективных композитных и металлических конструкционных материалов.