Новые фундаментальные подходы к проектированию узлов крепления и к оценке опасности дефектов в композитных конструкциях

Наиболее критичные проблемы механики, проектирования и технологии композитных конструкций типа авиационных панелей из углепластика, лимитирующие эффективность их применения, связаны с созданием узлов крепления, с учетом микромеханизмов разрушения композитов, с анализом влияния расслоений и расщеплений, возникающих в композитных конструкциях в процессе эксплуатации и в результате низкоскоростных ударов. В связи с актуальностью подобных исследований предполагается дальнейшее решения ряда задач, имеющих принципиальное значение для повышения надежности и долговечности композитных конструкций. Исследования будут проводиться в нескольких направлениях. 1. Методы и алгоритмы проектирования рациональных композитных структур с криволинейными траекториями укладки волокон, согласующимися с полями напряжений. 2. Микромеханика композитов с криволинейной структурой. Разработка вариантов моментной теории упругости, критериев прочности, учитывающих направленный характер разрушения с учетом деградации свойств в процессе нагружения. Моделирование полей поврежденности и структуры зон докритического разрушения около отверстий и надрезов. 3. Технологические приемы получения композитных изделий с криволинейным армированием по рассчитанным рациональным траекториям. 4. Биомеханика прочности ветвящихся композитных структур и профилированных стержней с криволинейным армированием, а также биоподобных композитных труб типа стебля бамбука. 5. Методы анализа условий возникновения и роста расслоений и расщеплений и их влияния на несущую способность композитных конструкций. 6. Методы электронной цифровой спекл-интерферометрии (ЭЦСИ) для оценки полей остаточных напряжений и повреждений в композитах с криволинейной структурой и в зонах расслоений. 7. Экспериментальное исследование усталостной прочности и процессов разрушения композитов с криволинейным армированием с применением анализа сигналов акустической эмиссии (АЭ). Подобные исследования содержат явные элементы новизны и соответствуют мировому уровню, что подтверждают публикации авторов в зарубежных журналах и в материалах международных конференций. Особенность проекта состоит в нацеленности теоретических результатов компьютерного моделирования на применение в технологической практике, что имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение. Вторая особенность состоит в молодежном составе творческого коллектива, часть членов которого (5 чел.) активно работают над кандидатскими диссертациями, и одним из итогов выполнения работ по гранту будет представление диссертаций с соответствующими актами внедрения. То же относится и к магистерским работам двух студентов ведущих технических университетов столицы.