Высокоэнергетические процессы в механике конденсированных сред

Цель проекта – построение математических моделей для описания поведения материалов при высокоэнергетическом воздействии, разработка научных основ и технических принципов повышения физико-химических и эксплуатационных свойств конструкционных, композитных и функциональных материалов, экспериментальное изучение основных механизмов влияния наноразмерных тугоплавких соединений на структуру, механические и эксплуатационные свойства модифицированных материалов, которые используются в строительной, авиационной, космической и других отраслях промышленности. Достижение заявленной цели, а именно, коренного повышения физико-химических и эксплуатационных свойств конструкционных материалов, поверхностных слоев и сварных соединений, получаемых концентрированными источниками энергии с использованием наноразмерных тугоплавких соединений позволит перейти к разработке технологий мирового уровня в рамках получения и обработки наноматериалов и осуществить вывод на рынок новой научно-технической продукции. Компьютерное моделирование наноматериалов, наноустройств и нанотехнологий предполагает решение следующих задач: 1) изучение основных механизмов воздействия различных модифицирующих материалов на структуру, механические и эксплуатационные свойства модифицированных отливок, покрытий и неразъёмных соединений компактных и пористых материалов; 2) построение адекватных математических моделей поведения материалов, учитывающих широкий спектр физико-механических свойств; 3) разработка высокоточных алгоритмов для численного моделирования задач деформирования элементов конструкций из композиционных материалов. Предложенные теоретические и численные модели обработки металлических материалов с применением нового типа модифицирующих наноматериалов и технологических приемов могут найти практическое применение в литейном производстве и при обработке изделий машиностроения высококонцентрированными энергетическими потоками (лазерный и электронный лучи, плазма и др.), при разработке технологий для создания перспективных видов вооружения, военной и специальной техники. В результате выполнения исследований будут получены новые представления о термомеханических процессах, протекающих в конденсированных средах при интенсивных динамических воздействиях. Будут разработаны математические модели поведения материалов с учетом широкого спектра физико-механических свойств, создан современный высокопроизводительный программный комплекс, позволяющий рассчитывать реальные конструкции, подвергающиеся динамическим нагрузкам. Впервые будет проведен совместный экспериментальный и теоретический анализ структуры и фазового состава металла в зоне кристаллизации расплава, исследованы механические и эксплуатационные свойства изделий в зависимости от концентрации и химического состава нанопорошковых модификаторов.