Процессы накопления повреждений, закритическое деформирование и разрушение конструкционных материалов при сложных термомеханических воздействиях: экспериментальные исследования, моделирование, вопросы техногенной безопасности

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-19-00765

НазваниеПроцессы накопления повреждений, закритическое деформирование и разрушение конструкционных материалов при сложных термомеханических воздействиях: экспериментальные исследования, моделирование, вопросы техногенной безопасности

Руководитель Вильдеман Валерий Эрвинович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" , Пермский край

Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций

Ключевые слова Накопление повреждений, структурные повреждения, пластичность, закритическое поведение, прочность, конструкционная прочность, живучесть, численное моделирование, метод конечных элементов, устойчивое закритическое деформирование, экспериментальная механика, диагностика повреждений, сложное напряженное состояние, численно-экспериментальные методы.

Код ГРНТИ30.19.00, 30.19.57, 30.19.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность проекта обусловлена необходимостью развития и применения методологии комплексных расчетно-экспериментальных исследований для решения проблем прочности и техногенной безопасности. Проект направлен на получение на основе комплексного экспериментального и численного изучения новых фундаментальных результатов о закономерностях кинетики повреждений, устойчивого закритического деформирования, формирования условий макроразрушения конструкционных материалов (металлов и композитов) при сложном напряженно-деформированном состоянии и сложных режимах внешних воздействий (различные траектории нагружения, дополнительные механические и температурные циклические, а также динамические воздействия). Предусмотрено развитие на этой основе методов решения задач конструкционной прочности и безопасности ответственных элементов конструкций. Данный проект является дальнейшим развитием цикла теоретических и экспериментальных исследований закономерностей механического поведения материалов при сложных термомеханических воздействиях, проводимых в Центре экспериментальной механики Пермского национального исследовательского политехнического университета. При этом акцент делается на закономерностях возникновения и развития повреждений материалов различной структуры и особенностях закритической стадии деформирования, что позволяет обосновать подходы уточненного прочностного анализа. Предусмотрено проведение научных исследований по следующим направлениям. Отработка вопросов исследования закономерностей механического поведения материалов с использованием современного испытательного и диагностического оборудования, включая системы для двухосного квазистатического и циклического нагружений при нормальной и повышенных температурах, аппаратуры трехмерного анализа деформаций для исследования эволюции полей и локализации деформаций в процессах накопления повреждений, высокоточного инфракрасного термосканирования, аппаратуры регистрации сигналов акустической эмиссии, а также ультразвуковой дефектоскопии. Комплексные, сопровождаемые микроструктурными и фрактографическими исследованиями, экспериментальные исследования закономерностей и эффектов закритического деформирования конструкционных сплавов и сталей при сложных термомеханических воздействиях, включая пропорциональное и сложное двухосное нагружения, дополнительные механические воздействия (вибрационные, циклические, динамические). Экспериментальное и теоретическое изучение особенностей реализации закритической стадии деформирования в композиционных материалах с учетом неоднородности структуры и проявлений масштабного фактора. Развитие математических моделей разупрочняющихся сред и верификация расчетно-экспериментальных методов идентификации их параметров, в частности в условиях локализации деформаций. Развитие моделей структурного разрушения, отработка алгоритмов и численное моделирование процессов формирования и развития дефектных структур. Постановка и решение краевых задач механики закритического деформирования и разрушения и сопоставление результатов с натурными испытаниями. Получение численных результатов моделирования, иллюстрирующих особенности формирования и развития зон разупрочнения для тел различной геометрии, а также условия макроразрушения с учетом свойств нагружающих систем. Расчетно-экспериментальное изучение закритического деформирования тел с начальными трещинами. Исследование условий перехода от равновесного к динамическому разрушению как результата потери устойчивости закритического деформирования материала у вершины трещины с использованием моделей когезионной зоны. Научная новизна исследований заключается в следующем: - разработка новых методических рекомендаций по проведению экспериментальных исследований закономерностей механического поведения материалов в условиях сложных напряженно-деформированных состояний и режимов комбинированных квазистатических, динамических и циклических воздействий при нормальных и повышенных температурах с использованием современного испытательного и диагностического оборудования; - получение новых экспериментальных данных о закономерностях процессов равновесного накопления повреждений и закритического деформирования конструкционных сталей и сплавов в условиях сложного напряженного состояния и сложного нагружения; - получение новых опытных данных об особенностях реализации закритической стадии деформирования в композиционных материалах; - экспериментальная проверка возможности оценки усталостной поврежденности материалов на основе квазистатических испытаний с построением полных диаграмм деформирования после предварительных циклических воздействий; - развитие моделей закритического деформирования изотропных материалов и уточнение их параметров на основе полученных опытных данных и выявленных закономерностей поведения сталей в условиях сложного напряженного состояния; - новые постановки и полученные результаты численных решений краевых задач деформирования и разрушения элементов конструкций на основе моделей нелинейного поведения материалов с учетом структурного разрушения и деформационного разупрочнения; - выполненный анализ задач механики разрушения с позиций теории закритического деформирования и нелокальной теории прочности, результаты применимости моделей закритического поведения материалов на основе численного решения задач и их экспериментальной верификации.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кучуков А.М., Вильдеман В.Э. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ В ОКРЕСТНОСТИ ВЫРАБОТКИ Материала XXXI Всероссийской школы-конференции «Математическое моделирование в естественных науках, С. 193-195 (год публикации - 2022)

2. Агишев А.А., Феклистова Е.В., Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ИЗОТРОПНОГО ТЕЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВОКУПНОСТИ КРИТЕРИЕВ Материалы XXXI Всероссийской школы-конференции Математическое моделирование в естественных науках», C. 3-5 (год публикации - 2022)

3. Вильдеман В.Э., Мугатаров А.И., Лунегова Е.М., Староверов О.А., Струнгарь Е.М. СТАБИЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕПЛАСТИКОВ В УСЛОВИЯХ РАЗГРУЗОК И ВИБРАЦИЙ ПРИ СДВИГЕ Механика деформируемого твердого тела в проектировании конструкций. Программа и тезисы докладов, С. 86 (год публикации - 2022)

4. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КРУЧЕНИЯ ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТЕЛА С УЧЕТОМ РАЗУПРОЧНЕНИЯ Материалы XXIII Всероссийской научно-технической конференции, C.143-144 (год публикации - 2022)

5. Вильдеман В.Э., Староверов О.А., Струнгарь Е.М., Лунегова Е.М., Мугатаров А.И. Stability of Postcritical Deformation of CFRP under Static ±45◦ Tension with Vibrations Polymers, 14(21), 4502 (год публикации - 2022)
10.3390/polym14214502

6. Староверов О.А., Вильдеман В.Э. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ И СТРУКТУРНОГО РАЗРУШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ XVI Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» : сб. материалов, С.143 (год публикации - 2022)

7. Вильдеман В.Э., Третьяков М.П., Третьякова Т.В. ИЗУЧЕНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ В УСЛОВИЯХ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ОБРАЗЦА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ XVI Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» : сб. материалов, С.174 (год публикации - 2022)

8. Вильдеман В.Э., Струнгарь Е.М., Лобанов Д.С., Мугатаров А.И., Чеботарева Е.А. Experimental Study of Postcritical Deformation Stage Realization in Layered Composites during Tension using Digital Image Correlation and Acoustic Emission Acta Mechanica Sinica, том 40, 423468 (год публикации - 2024)
10.1007/s10409-023-23468-x

9. Вильдеман В.Э., Феклистова Е.В., Мугатаров А.И., Муллахметов М.Н., Кучуков А.М. АСПЕКТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ УПРУГО-ХРУПКИХ ТЕЛ Вычислительная механика сплошных сред, Т. 16, № 4, С. 420-429 (год публикации - 2023)
10.7242/1999-6691/2023.16.4.35

10. Гурджиев А.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Исследование влияния дополнительных вибраций кручения на закритическую стадию деформирования волокнистого полимерного композиционного материала XХIII ЗИМНЯЯ ШКОЛА ПО МЕХАНИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД, С. 92 (год публикации - 2023)

11. Кучуков А.М., Вильдеман В.Э. Исследование закритического деформирования и разрушения горной породы в окрестности выработки Разрушение горных пород и минералов: Сборник материалов конференции и школы молодых ученых и студентов (г. Екатеринбург, 4 апреля 2023 г.), С. 18-19 (год публикации - 2023)

12. Феклистова Е.В., Вильдеман В.Э., Мугатаров А.И. Аспекты организации алгоритмов численного моделирования процессов разрушения упруго-хрупких тел XIII ВСЕРОССИЙСКИЙ СЪЕЗД ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ, Т.3, С.727-729 (год публикации - 2023)

13. Вильдеман В.Э. Экспериментальная механика деформирования и разрушения материалов при сложных термомеханических воздействиях XIII ВСЕРОССИЙСКИЙ СЪЕЗД ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ, Т.3, С. 518-520 (год публикации - 2023)

14. Мугатаров А.И. Аналитические и численные решения краевых задач механики закритического деформирования и разрушения XIII ВСЕРОССИЙСКИЙ СЪЕЗД ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ, С. 631-633 (год публикации - 2023)

15. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. Моделирование процесса деформирования пластины с конценраторами напряжений различной геометрии при учете разупрочнения материала XХIII Зимняя школа по механике сплошных сред Пермь, С.224 (год публикации - 2023)

16. Вильдеман В.Э., Кочнева Я.В. Моделирование процессов деформирования тел с учетом закритической стадии деформирования материала XХIII Зимняя школа по механике сплошных сред Пермь, С.60 (год публикации - 2023)

17. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. Аналитическое решение задачи растяжения системы параллельно соединенных элементов со случайными прочностными характеристиками с учетом разупрочнения АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА, ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИННОВАЦИИ – 2023, С.163-164 (год публикации - 2023)

18. Вильдеман В.Э., Мугатаров А.И. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАВНОВЕСНОГО РОСТА ТРЕЩИН В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ С ПОЗИЦИЙ МЕХАНИКИ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ XVI Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» : сб. материалов, С.41 (год публикации - 2022)

19. В.Э. Вильдеман, А.И. Мугатаров Устойчивость закритического деформирования при кручении толстостенного цилиндрического тела Вестник ПНИПУ. Механика, №4 за 2022 год (год публикации - 2022)
10.15593/perm.mech/2022.4.12

20. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. Моделирование процесса равновесного роста трещины в рамках модели когезионной зоны с позиций механики закритического деформирования Современные авиационные технологии. International Conference on Aviation Engineering. Материалы XVI междунар. науч.-практ. конф. (Иркутск, 3-7 июля 2023 г.), С.91-96 (год публикации - 2023)

21. Феклистова Е.В., Вильдеман В.Э., Мугатаров А.И., Агишев А.А. Fracture processes numerical modeling of elastic-brittle bodies with statistically distributed subregions strength values Frattura ed Integrità Strutturale, № 68, Т.18, С. 425–439. (год публикации - 2024)
DOI: 10.3221/IGF-ESIS.68.22325

22. В.Э. Вильдеман, А.И. Мугатаров, А.А. Хмелев РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙМЕТОДПОСТРОЕНИЯДИАГРАММЫДЕФОРМИРОВАНИЯМАТЕРИАЛАВУСЛОВИЯХНЕОДНОРОДНЫХПОЛЕЙНАПРЯЖЕНИЙ ВЕСТНИК ПНИПУ. МЕХАНИКА, No 2. – С. 24–32. (год публикации - 2024)
10.15593/perm.mech/2024.2.03

23. Струнгарь Е.М., Лобанов Д.С., Мугатаров А.И., Чеботарева Е.А. Deformation processes of polymer composites with stress concentrators under different reinforcement schemes Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2024 (год публикации - 2024)
10.1177/07316844241281780

24. А.В. Сивцева, О.А. Староверов, А.И. Мугатаров ПРИМЕНЕНИЕ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЖЕСТКОСТИ СЛОИСТОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА В УСЛОВИЯХ ЦИКЛИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ Материалы XXV Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 85-летию АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь, 18–20 ноября 2024 г.) , С. 185-186 (год публикации - 2024)

25. Феклистова Е.В., Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТЕЛ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ С УЧЕТОМ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВЕСТНИК ПНИПУ. МЕХАНИКА, №4, С.70-83 (год публикации - 2024)
10.15593/perm.mech/2024.4.07

26. Вильдеман В. Э., Мугатаров А. И. , Староверов О. А., Струнгарь Е. М., Чеботарева Е. А. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РЕАЛИЗАЦИЮ СТАДИИ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕПЛАСТИКА В ОПЫТАХ НА СДВИГ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ XVIII Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» : сб. материалов (Екатеринбург, 27–31 мая 2024 г.). – Екатеринбург : ИМАШ УрО РАН, 2024. – 230 с., С. 216 (год публикации - 2024)

27. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. ЧИСЛЕННЫЕ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДЛЯ ТЕЛ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ Тезисы докладов. Всероссийская конференция молодых ученых-механиков (YSM-2024) Сочи, «Буревестник» МГУ, 4–14 сентября 2024 г., С. 83 (год публикации - 2024)

28. Мугатаров А.И., Вильдеман В.Э. АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ О РАСТЯЖЕНИИ СИСТЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СО СЛУЧАЙНЫМИ ПРОЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И О КРУЧЕНИИ ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТЕЛА Сборник тезисов. Всероссийская конференция молодых ученых-механиков (YSM-2024) Сочи, «Буревестник» МГУ, 4–14 сентября 2024 г., С. 82 (год публикации - 2024)

29. А.А. Хмелев, А.И. Мугатаров, В.Э. Вильдеман РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ НЕОДНОРОДНЫХ ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ Материалы XXV Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 85-летию АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь, 18–20 ноября 2024 г.), С. 227-228 (год публикации - 2024)

30. А.И. Мугатаров, В.Э. Вильдеман ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ Материалы XXV Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 85-летию АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь, 18–20 ноября 2024 г.), С. 119-120 (год публикации - 2024)

31. А.В. Гурджиев, М.П. Третьяков, В.Э. Вильдеман Анализ процессов деформирования и разрушения слоисто-волокнистых полимерных композиционных материалов при комбинированном нагружении Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика, 2024. - № 5. (год публикации - 2024)
10.15593/perm.mech/2024.5.06

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект посвящен развитию методологии комплексных расчетно-экспериментальных исследований и подходов к решению проблем прочности и техногенной безопасности, направлен на получение на основе комплексного экспериментального и численного изучения новых фундаментальных результатов о закономерностях кинетики повреждений, устойчивого закритического деформирования, формирования условий макроразрушения конструкционных материалов (металлов и композитов) при сложном напряженно-деформированном состоянии и сложных режимах внешних воздействий (различные траектории нагружения, дополнительные механические и температурные циклические, а также динамические воздействия). В результате выполненных работ на третьем этапе реализации проекта получены следующие основные результаты. 1. На основе данных ультразвуковой дефектоскопии в опытах на удар падающим грузом и последующее сжатие углепластиковых образцов с различными схемами армирования показана перспективность данного метода для выявления и мониторинга развития дефектов в композитах. Данные дефектоскопии позволили установить связь между энергией воздействия, повреждениями и остаточной прочностью исследуемых композитов. С применением системы регистрации акустической эмиссии проведен анализ процессов разупрочнения и разрушения в ходе квазистатического нагружения на основе данных распределения диапазонов пиковых частот и кумулятивной энергии сигналов. 2. Получены новые результаты опытного исследования закономерностей локализации пластических деформаций в виде шейки в рабочей части при растяжении образцов стали 40Х различной геометрии после реализации дополнительных циклических воздействий в режиме малоцикловой усталости. Показано, что накопление усталостных повреждений приводит к снижению способности материала к пластичности: снижению предельной деформаций к моменту разрушения, снижению склонности материала к локализации деформаций в виде шейки, снижению деформации в шейке. При этом процесс закритического деформирования протекает более равновесно, в сравнении с материалом без предварительных циклических воздействий. 3. На основе анализа экспериментальных данных о снижении динамической жесткости углепластика со схемой армирования [±45] определены параметры модели описания зависимостей изменения остаточных характеристик в процессе усталостного накопления повреждений. 4. Получены новые данные о влиянии схемы армирования на процессы деформирования и разрушения композитов при наличии концентраторов напряжений, показано наличие масштабного фактора при неупругом деформировании и разрушении образцов композитов с концентраторами. Выявлены масштабные эффекты прочности на основе численно-экспериментальных исследований углепластиковых образцов со схемой армирования [±45/0/90] градусов (соблюдалось подобие геометрических размеров образцов). 5. Предложена модификация ранее разработанного расчетно-экспериментального метода определения параметров диаграммы деформирования материала на основе испытаний с регистрацией параметров локализации деформаций. Для решения проблемы построения полей перемещений и деформаций вблизи краев тел сложной геометрии предложено заполнение концентраторов податливым материалом. 6. На основе разработанного расчетно-экспериментального метода получения параметров модели и построения диаграммы деформирования материала проведена оценка степени соответствия результатов прогнозирования механического поведения образцов данным натурных испытаний. Сопоставление восстановленной диаграммы деформирования и полученной по результатам испытаний стандартного образца показало хорошее соответствие диаграмм. 7. На основе численных решений краевых задач механики закритического деформирования исследованы процессы деформирования пластин с концентраторами. Показана возможность выявления дополнительных прочностных и деформационных резервов конструкций при учете стадии закритического деформирования материала. На основе метода суперэлементов разработан способ учета свойств нагружающих систем в численных решениях краевых задач. 8. Проведено численное моделирование процессов разрушения упруго-хрупких пластин с концентраторами различной геометрии при учете статистического разброса прочностных характеристик структурных элементов. Выявлено, что рост глубины концентратора приводит к качественному изменению зависимости максимальной нагрузки от коэффициента вариации значений пределов прочности с монотонно убывающей на немонотонную. Обнаружено пороговое значение коэффициента вариации равномерного распределения прочности элементов, по достижении которого геометрия концентратора перестает оказывать влияние на процесс разрушения. 9. На основе вычислительных экспериментов с использованием опытной диаграммы деформирования материала проведено прогнозирование процессов деформирования тел сложной геометрии с учетом реализации стадии разупрочнения материала. Проведен анализ дополнительных деформационных и прочностных резервов конструкций. 10. Проведены испытания конструктивно-подобных элементов с видеофиксацией полей перемещений и деформаций на их поверхности. Обнаружено возникновение локализации деформаций, выявлена реализация устойчивой стадии закритического деформирования на макроуровне. Установлено высокое качественное соответствие результатов прогнозирования с учетом жесткости данным натурных экспериментов. 11. Численно исследованы закономерности равновесного роста трещин в твердых телах с использованием различных моделей когезионной зоны. Определены зависимости несущей способности тела, раскрытия трещины и длины равновесно пророщенной трещины от вида диаграммы деформирования материала адгезионного слоя. Показана перспективность рассмотрения задач механики разрушения с использованием положений механики закритического деформирования. 12. Исследованы условия перехода от равновесного к динамическому разрушению как результата потери устойчивости закритического деформирования материала у вершины трещины. Предложен способ определения жесткости нагружающей системы при решении задач равновесного роста трещин, разработан алгоритм его численной реализации. В результате оценки устойчивости процесса разупрочнения материала в вершине трещины с учетом жесткости показано, что потеря сходимости численного решения связана с особенностями организации численных процедур. 13. На основе разработанных методик проведения испытаний на образцах различной геометрии при комбинации растяжения, кручения, изгиба изучены различные режимы реализации смешанных мод деформирования в вершине трещины, подтверждена адекватность разрабатываемых в рамках реализации проекта моделей закритического деформирования применительно к телам с трещинами в части условий перехода процесса деформирования от равновесного к неустойчивому характеру.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Полученные результаты решения поставленных в проекте задач и расчётно-экспериментальных исследований закономерностей закритического поведения и разрушения современных конструкционных металлических и композиционных материалов могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских и технологических работ, направленных на создание новых материалов с заданными свойствами и технологий производства, ответственных конструкций аэрокосмического комплекса, строительных конструкций, высокоэнергетических машин, элементов трубопроводного транспорта и газодобывающего оборудования и других сложных технических объектов с целью повышения их конструкционной прочности, живучести и техногенной безопасности.