Механика процессов деформирования и разрушения конструкционных и функциональных материалов, сред и конструкций с учетом их иерархической структуры

Модель разрушения сред, содержащих или формирующих в процессе деформирования структурные элементы двух масштабных уровней.Численная модель многомасштабного изменяемого суперэлемента, объединяющего в себе массив суперэлементов меньшего масштаба, построенных на базисных полиномах Бернштейна. Алгоритм и компьютерная программа, реализующие численную модель суперэлемента, представляющего собой объём упругой многомасштабной среды с возможностью развития повреждённости.Методы и алгоритмы численного решения интегральных уравнений для исследования напряженного состояния конструкционных, биологических материалов и имплантатов (применительно к стоматологической биомеханике).Будут построены диаграммы пластичности труднодеформируемых металлов при комнатной температуре, основанные на напряжениях и деформациях. Исследование включает дизайн и теоретический анализ эксперимента.Будут спроектированы и изготовлены стальные образцы с мартенситно-аустенитными структурами различных геометрических параметров. Будут проведены испытания и определены эффективные механические характеристики образцов. Будет выполнено сравнение экспериментальных и теоретических результатов.Аналитическая зависимость модуля Юнга слоистых трубок, составленных из трубок с кубической кристаллической структурой различной хиральности, в рамках теории упругости анизотропного тела.Методы, позволяющие реконструировать одиночные и множественные неоднородности в двумерных упругих телах в условиях, когда на всей, или только на части, поверхности тела известны данные Коши, а на остальной части только условия Дирихле или Неймана. Эффективность разработанных методов будет оценена с помощью численных экспериментов.Метод, испытательный стенд и результаты измерений ТКЛР композиционных функциональных материалов на уровне заготовок нестандартных размеров с применением спекл-интерферометрической 3D-дилатометрии при сохранении возможности дальнейшей обработки заготовок.Модели исследования особенностей возникновения и распространения солитонов в гиперупругих метаматериалах, описываемых потенциалами Марлоу, Леннарда-Джонса и модифицированного потенциала Морса. Результаты анализа определяющих соотношений для исследуемых потенциалов. использованием аналитических, численных и экспериментальных методов будут исследованы сценарии разрушения и изменение структурного состояния кусочно-однородных и, в частности, пористых и микротрещиноватых сред в сопряжённых масштабах под действием механических и термомеханических нагрузок.Будет разработана численная модель, алгоритм и компьютерная программа, моделирующая поведение упругой многомасштабной среды с возможностью развития повреждённости, с использованием метода суперэлементов. Будет выполнено численное моделирование распространения разрушения в упругой многомасштабной среде.Будут развиты методы и алгоритмы численного решения интегральных уравнений для исследования эволюции напряженного состоянии конструкционных и биологических материалов при анализе восстановления их работоспособности при использовании промоутеров адгезии.Будет разработана модель для учета влияния темпратуры на диаграммы пластичности труднодеформируемых металлов. Исследование включает дизайн и теоретический анализ эксперимента.Будут проведены испытания и определены прочностные характеристики изготовленных образцов с мартенситно-аустенитных плоских структур. Будет выполнено сравнение экспериментальных и теоретических результатов.Будет получена аналитическая зависимость коэффициента Пуассона слоистых трубок, составленных из трубок с кубической кристаллической структурой различной хиральности в рамках теории упругости анизотропного тела. Будет проведен численный анализ упругих свойств слоистых трубок с отрицательным коэффициентом Пуассона (ауксетиков), важным для новых технологий, использующих элементы растяжения/сжатия.Методы, развитые в 2017г. для решения двумерных обратных задач, будут распространены на пространственные обратные задачи. Эффективность применения разработанных методов для пространственных задач также будет оценена с помощью численных экспериментов.Будет выполнен цикл экспериментальных и теоретических исследований по созданию бесконтактного метода диагностики повреждённости образцов материалов и конструкций исходя из изменений спектрального состава и показателей добротности излучаемого ими акустического поля.Численно-аналитический метод для исследования и результаты расчётов возникновения и распространения солитонов в гиперупругих метаматериалах, описываемых потенциалами Марлоу.Будет выполнено аналитическое, численное и экспериментальное исследование кинетики характерных ситуаций разрушения материалов (сред) с основными типами микроструктуры в условиях неоднородного напряженного состояния, обусловленного действующими механическими и термомеханическими нагрузками.Будут разработаны критерии изменения структурного состояния и локализации процессов хрупкого разрушения структурированных сред под действием механических нагрузок.Будет проанализировано влияние развития структур разрушения и иерархических процессов разрушения на эффективные характеристики прочности и трещиностойкости кусочно-однородных и, в частности, пористых и микротрещиноватых тел.Будет разработана численная модель трёхмерного изменяемого суперэлемента, построенного на базисных полиномах Бернштейна. Будут разработаны алгоритм и компьютерная программа, реализующая численную модель трёхмерного суперэлемента, описывающего объём упругой многомасштабной среды с возможностью развития повреждённости.Будут развиты методов и алгоритмы численного решения интегральных уравнений для моделирования деформирования материалов с иерархической структурой с учетом многомасштабности связей между берегами трещины и поверхностных эффектов.С использованием модели пластического разрушения, основанной на той или иной диаграмме пластичности, будет выполнен дизайн конкретного технологического процесса листовой обработки труднодеформируемого металла давлением. Будут проведены испытания и получены электромагнитно-механические характеристики образцов с мартенситно-аустенитных плоских структур. Будет выполнено сравнение экспериментальных и теоретических результатов.Будет получена аналитическая зависимость крутильной жесткости слоистых трубок, составленных из трубок с кубической кристаллической структурой различной хиральности и являющихся перспективными для торсионных элементов конструкций. Будет проанализирован эффект Пойнтинга в слоистых нано/микротрубках и исследована возможность его использования в технических устройствах.Методы, развиты в 2017-2018гг. для решения обратных задач теории упругости, будут распространены на решения обратных стационарных задач термоупругости. В этих задачах предполагается, что нагружение тела может осуществляться не только механическим путем, но и путем неоднородного нагрева его поверхности.Будет разработан объединённый спекл-интерферометрический и акустический метод диагностики изменений состояния материалов и конструкций по изменениям спектрального состава, добротности её вибрационного и звукового полей в сопоставлении с изменениями спекл-интерферограмм перемещений наблюдаемой поверхности конструкции, снимаемых в режиме реального времени одновременно с акустической информацией.Численно-аналитический метод и результаты по анализу распространения солитонов в гиперупругих метаматериалах, описываемых потенциалами Леннарда-Джонса и модифицированного потенциала Морса, а также по идентификации свойств метаматериалов на основе данных о распространении солитонов.