Численное моделирование физико-механических процессов залечивания трещин в композиционных материалах

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы механики прочности и разрушения материалов и конструкций – разработку физико-механических моделей и расчетно-теоретическое исследование процессов залечивания и самозалечивания трещин в композиционных материалах. При моделировании будут рассмотрены композиционные материалы полимерной или керамической матрицей с внутренними и внешними механизмами залечивания трещин. В качестве базовых матриц предполагается рассмотрение эпоксидной смолы и бескислородной керамики. В результате выполнения проекта будут разработаны: - кинетические физико-механические модели процессов залечивания и самозалечивания дефектов и трещин в композиционных материалах, позволяющие оценить эффективность восстановления работоспособности материала/изделия; - аналитические и численные методы для решения задач, возникающих при моделировании процессов залечивания дефектов и трещин в композиционных материалах с учетом условий эксплуатации; - критерии и методы оценки эффективности залечивания и самозалечивания дефектов и трещин в композиционных материалах; Актуальность поставленных задач заключается в необходимости сохранения и восстановления работоспособности материалов и конструкций при термомеханических нагрузках, особенно при наличии экстремальных физических воздействий и агрессивных сред, а также при удаленной эксплуатации конструкций. Применение конструкций с возможностью самовосстановления в процессе эксплуатации позволит сократить расходы на ремонт и замену изделий и конструкций, а также их компонентов, будет способствовать предотвращению катастрофических явлений, связанных с потерей работоспособности изделий. Разработка и теоретическое исследование моделей залечивания и самозалечивания трещин в композиционных материалах позволит сопоставлять и прогнозировать эффективность различных методов залечивания трещин; прогнозировать степень восстановления материалов при залечивании и самозалечивании трещин, а также разрабатывать методы управления процессами восстановления композиционных материалов и изделий из них. В результате работ по проекту появится возможность практического использования методов предотвращения развития дефектов и трещин на начальной стадии их формирования, увеличения надежности промышленных и строительных конструкций.