Поиск по сайту
Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Проекты

1. III.23.3.1..Теоретическое и экспериментальное исследование деформирования и разрушения гетерогенных и композиционных материалов и элементов конструкций
(Рук.: Коробейников С.Н.)
Номер проекта в ИСГЗ ФАНО: 0308-2018-0012
Регистрационный номер: АААА-А17-117021650050-8

Планы:

– Построение минимального числа независимых постоянных упругости и развитие методов решения уравнений теории упругости для анизотропных материалов развивается достаточно длительное время, научная новизна здесь состоит в применении современного аппарата тензорного исчисления и развитие таких формулировок уравнений, которые можно использовать для компьютерного моделирования процессов деформирования ответственных деталей корпусов воздушных и подводных судов.

– Определение границ параметров в соотношениях анизотропной гиперупругости и квазиупругости важно для того, чтобы математические модели адекватно отображали свойства реальных материалов. Построение точных решений некоторых задач о деформировании анизотропных композитных материалов имеет важное прикладное значение для валидации компьютерных кодов.

– Экспериментальные исследования прочностных свойств сферопластика и установления закономерностей его разрушения при релаксации важны с точки зрения изучения механических свойств новых материалов. Прикладное значение этого исследования состоит в оценке эксплуатационных свойств материала, используемого при проектировании подводных судов.

– Экспериментальные исследования разрушения и деформирования материалов должны учитывать различные степени структурной неоднородности. Поэтому исследование влияния вида напряженного состояния и температурных режимов на разрушение и деформирование материалов с различной степенью структурной неоднородности принадлежит к новому направлению экспериментальных исследований, в результате которых будут установлены закономерности деформирования структурно-неоднородных материалов в предельных (катастрофических) состояниях.

– Разработка критерии динамического выпучивания углеродных наноструктур и установление зависимости критических значений внешних сил и форм выпучивания от скорости их приложения важны для нанотехнологий, основанных на использовании углеродных нанотрубок и графеновых листов, так их выпучивание приводит к потере их эксплуатационных характеристик. Развитие своих кодов, применяемых для компьютерного моделирования динамического выпучивания углеродных наноструктур методом молекулярной механики, свидетельствует о высоком мировом уровне исследований.

– Развитие компьютерных кодов для моделирования деформирования нанообъектов типа графена, учитывающих структурные изменения атомной решетки и использованием этих кодов установить закономерности разрушения графеновых листов в зависимости от их геометрических параметров и типов внешних сил. В частности, в молекулярной механике потенциалы типа Бреннера межатомных взаимодействий позволяют адекватно моделировать процессы разрушения низкоразмерных углеродных наноструктур. Поэтому внедрение таких потенциалов в собственные компьютерные коды соответствует мировому уровню исследований в области наномеханики.

–Разработка методики математического моделирования деформирования и аневризмы артериальных сосудов биологических объектов, близких к человеку, на основе развития компьютерных моделей деформирования тел из изотропных гиперупругих и вязкоупругих материалов, используемых в биомеханике, требует самого современного аппарата механики, а именно, механики больших деформации. Научный задел исполнителей проекта в этой области исследований позволит выполнить исследования в области биомеханики на мировом уровне.

– Разработка моделей и алгоритмов, описывающих поведение наноструктурированных материалов при больших упругопластических деформациях в условиях сложного нагружения будет служить основой для быстрой адаптации коммерческих и своих компьютерных кодов для математического моделирования эксплуатационных характеристик изделий с новыми материалами, разрабатываемыми материаловедами.

– Разработка надёжных и экономичных стратегий идентификации параметров материалов позволит определять механические параметры новых материалов для дальнейшего их использования в математических моделях.

– Разработка геометрически и физически нелинейные модели композитных материалов на основе концепции представительных направлений и проведение их апробации на решениях модельных задач соответствует исследованиям в области механике композитов мировому уровню.

–Разработка модели зарождения трещин в окрестности концентратора напряжений и формулировка закона продвижения коротких трещин при усталостных режимах нагружения, а также получить оценки времени жизни однородных и сварных конструкций при усталости имеет важное прикладное значение во многих отраслях техники.

– Разработки уравнений устойчивости пластин и оболочек с ограничениями смещений на лицевых поверхностях, а также уравнений теории пластин с функционально-градиентными материалами имеет важное значение для оценки несущей способности тонкостенных элементов авиационных конструкций, включая эти элементы, изготовленные из композитов нового поколения с использованием функционально градиентных материалов.

Цель исследования.

Провести теоретические, компьютерные и экспериментальные исследования квазистатических и динамических процессов деформирования и разрушения твердых тел и наноструктур в состояниях, близких к предельным; разработать высокопроизводительные численные алгоритмы для решения ряда новых задач по поведению твердых тел и наноструктур в состояниях, близких к предельным, в условиях сильной нелинейности их деформирования; провести физические эксперименты на специализированных установках для исследования разрушения материалов и потери устойчивости конструкций.

Предполагаемые научные результаты:

– будет (а) получено минимальное число независимых постоянных упругости и развиты методы решения уравнений для анизотропных гиперупругих и квазиупругих материалов;

(б) определено границы параметров в соотношениях анизотропной гиперупругости и квазиупругости и построить точные решения некоторых задач о деформировании анизотропных композитных материалов;

в результате выполнения экспериментальных исследований будут установлены:

(а) закономерности разрушения сферопластика при релаксации, (б) влияние вида напряженного состояния и температурных режимов на разрушение и деформирование материалов с различной степенью структурной неоднородности; (в) установлены закономерности деформирования структурно- неоднородных материалов в предельных состояниях;

– будут разработаны: (а) критерии динамического выпучивания углеродных наноструктур и установлены зависимости критических значений внешних сил и форм выпучивания от скорости их приложения методом молекулярной механики; (б) компьютерные коды моделирования деформирования нанообъектов типа графена, учитывающих структурные изменения атомной решетки и использованием этих кодов установить закономерности разрушения графеновых листов в зависимости от их геометрических параметров и типов внешних сил;

– будет разработана методика математического моделирования деформирования и аневризмы артериальных сосудов биологических объектов, близких к человеку, на основе развития компьютерных моделей деформирования тел из изотропных гиперупругих и вязкоупругих материалов, используемых в биомеханике;

– будут разработаны (а) модели и алгоритмы, описывающие поведение наноструктурированных материалов при больших упругопластических деформациях в условиях сложного нагружения, (б) надёжные и экономичные стратегий идентификации параметров материалов, (в) геометрически и физически нелинейные модели композитных материалов на основе концепции представительных направлений; и проведены их апробации на решениях модельных задач;

– будет разработана модель зарождения трещин в окрестности концентратора напряжений и сформулирован закон продвижения коротких трещин при усталостных режимах нагружения. Получить оценки времени жизни однородных и сварных конструкций при усталости;

– будут развиты формулировки (а) задачи устойчивости пластин и оболочек с ограничениями смещений на лицевых поверхностях, (б) уравнения теории пластин с функционально-градиентными материалами.

      


Апр 2, 2021 9-й межинститутский семинар по горению и аэрозолям
Тема: Горение частиц бора: эксперимент и история моделирования.
Докладчик: Григорий Викторович Ермолаев,...

Мар 29, 2021 Семинар "Прикладная гидродинамика"
31 марта,   среда,   15-30 НСК,   конференц-зал ИГиЛ СО РАН (108 к.)...

Мар 5, 2020 Конкурс 2020 года на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований, проводимый совместно РФФИ и Госкорпорацией <Росатом>

Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и Государственная корпорация по атомной энергии...

Окт 24, 2019 Открытый конкурс по ФЦП
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации объявило открытый конкурс о проведении...

Апр 4, 2021 IV RMHD conference, Perm, Russia, September 20-22, 2021
По просьбе участников срок представления регистрационной формы и тезисов доклада на РМГД-2021 продлен...

Мар 23, 2021 ВНПК «Актуальные вопросы теплофизики, энергетики и гидрогазодинамики в условиях Арктики» (г. Якутск)
Оргкомитет приглашает принять участие во Всероссийской научно-практической конференции с международным...

Яндекс.Метрика