Механика новых материалов, в том числе наноматериалов

Общая цель исследования – создание фундаментальных основ механики деформационного поведения новых перспективных наноразмерных, наноструктурных и нанокомпозитных материалов конструкционного и функционального назначения. Для достижения этой цели на период 2021-2023 гг. ставятся следующие основные задачи: Расчет и исследование упругого поведения дефектов (дислокаций, пор и включений) в наноразмерных твердых телах различной геометрии и в твердотельных наногетероструктурах с разной архитектурой, анализ критических условий образования этих дефектов, определение их устойчивых положений и равновесных распределений. Разработка на этой основе новых теоретических моделей релаксации остаточных механических напряжений (напряжений термического и атомного несоответствия) и определение равновесного напряженно-деформированного состояния соответствующих наноразмерных твердотельных гетероструктур. Разработка новых теоретических моделей, описывающих механизмы пластической деформации и разрушения в металломатричных композитах с графеном и/или углеродными нанотрубками. Выявление на основе анализа результатов этих моделей взаимосвязей между механическими свойствами таких композитов и их структурой. Определение таких оптимальных диапазонов параметров структуры этих композитов, в которых они могут проявлять высокую прочность в сочетании с хорошей пластичностью. Разработка теоретических моделей новых микромеханизмов пластической деформации и повышения трещиностойкости в перспективных бимодальных материалах с нанодвойникованной структурой. Результаты этих моделей позволят описать имеющиеся экспериментальные данные по пластическому поведению таких материалов и дать рекомендации по оптимизации их структуры для достижения одновременно высокой прочности и функциональной пластичности. Разработка теоретического описания новых эффектов значительного упрочнения и пластификации ультрамелкозернистых металлов, полученных кручением под давлением, в результате дополнительных отжига и небольшой пластической деформации. Построение моделей, описывающих микромеханизмы влияния температуры и скорости деформации при проведении механических испытаний этих материалов на проявление этих эффектов.