Численно-аналитическое описание фрикционных, электромагнитных и тепловых процессов в дискретном контакте технических поверхностей

В процессе выполнения проекта на основе аналитических и численных методов расчета, статистических методов моделирования и прогнозирования, результатов экспериментальных исследований предполагается разработать комплексную модель контактного взаимодействия реальных технических поверхностей, обеспечивающую достоверное прогнозирование функциональных свойств многоцелевых технических систем, таких, как триботехнические узлы различного назначения, электроконтактные соединения широкого спектра применения, теплонагруженные соединения силовой и слаботочной электроники, космической техники и др. аналогичные системы. Модель будет базироваться на реальной структуре и характеристиках взаимодействующих поверхностей - от макро- до наноразмерного масштабных уровней, с учетом влияния масштабного фактора, окружающей среды и условий эксплуатации соединения на физико-механические характеристики материалов, механическое и адгезионное взаимодействие поверхностей. Предполагается разработка многоуровневой 3D компьютерной модели дискретного контакта, учитывающей закономерности контактного взаимодействия с учётом вида напряженного состояния и различных механизмов деформирования материалов контактирующих деталей и покрытий поверхностей, неоднородности физико-механических свойств материалов на площадках фактического контакта (композитные материалы, разрушение покрытий и поверхностных пленок и т.п.), деградационных процессов в контакте как результата воздействия окружающей среды. Моделирование дискретного контакта позволит сформулировать требования к свойствам, структуре и топографии поверхностей контактных сопряжений, обеспечивающих заданные эксплуатационные характеристики. Модель позволит прогнозировать широкий спектр функциональных свойств контактных сопряжений (коэффициент трения, интенсивность изнашивания, фактическое контактное давление, нормальную и касательную контактную жёсткость, тепло - и электропроводность, герметичность и другие характеристики).Научная новизна предлагаемого проекта состоит в комплексном подходе к моделированию процессов контактного взаимодействия в технических системах различного назначения на основе классических законов механики, физики конденсированного состояния и физики поверхности, физхимии, математической статистики, теории надежности, использовании широкого спектра физико-механических свойств материалов и параметров топографии поверхности на различных масштабных уровнях, что приближает создаваемую модель к реальным контактным узлам. Полученные результаты найдут применение для расчётов и проектирования триботехнических узлов, других контактных соединений, при разработке новых износостойких материалов и покрытий и прогнозировании ресурса различных технических систем по критериям эффективности и безопасности.