Получено аналитическое решение для эффективных электромагнитоупругих свойств пьезоактивных композитов на основе решения стохастической связанной краевой задачи электромагнитоупругости в обобщенном сингулярном приближении метода периодических составляющих для квазипериодических случайных структур. Представлен численный анализ влияния на эффективные коэффициенты электромагнитной связи слоистого композита степени искривления пьезоэлектрических PVF и ферритовых слоев.

Исследованы процессы распространения фронтов локализованной пластической деформации в материале с боридным покрытием. Решается краевая динамическая задача в постановке плоской деформации. Проводится численное моделирование методом конечных разностей. Структура композита «покрытие — подложка» задается в расчетах явно и соответствует экспериментально наблюдаемой. Определяющие уравнения для стальной основы включают упруго-пластическую модель изотропно упрочняющегося материала с учетом соотношения для описания медленных течений. Используется модель разрушения на основе критерия Губера, которая учитывает зарождение трещин в областях объемного растяжения. Показано, что специфика деформирования и разрушения материала с покрытием связана с наличием вдоль границы раздела «покрытие — подложка» локальных областей растяжения при сжатии композиции. Изучена взаимосвязь процессов неоднородного пластического течения в стальной подложке и распространения трещин в покрытии. Установлена зависимость характера растрескивания, места зарождения разрушения и объемной доли разрушенного материала покрытия от скорости распространения полосы Чернова-Людерса в стальной основе.

Предложена упругопластическая модель разрушения, возникающего при высокоскоростном внедрении периодической системы струн в массивную преграду. Модель позволяет оценить размеры, скорость и энергию фрагментов, выбиваемых из преграды. Полученные результаты сравниваются с результатами известных экспериментов по взаимодействию алюминиевого ударника с сеточным экраном.

Изучается прочность сварных соединений, имеющих трещиноподобный дефект в сварном шве или в его окрестности. Сварное сочленение моделируется трехслойным структурированным композитом, в котором прямолинейная трещина расположена параллельно узкой прямолинейной прослойке. Процесс разрушения такого композита описывается с помощью модифицированной модели Леонова-Панасюка-Дагдейла, использующей дополнительный параметр — поперечник зоны пластичности (ширину зоны предразрушения) наиболее слабого материала. Рассматриваются материалы с регулярной структурой, которые имеют хрупкий или квазихрупкий тип разрушения. Под действием растяжения, приложенного на бесконечности по нормали к сварному шву, реализуется первая мода разрушения. С привлечением необходимого и достаточного критериев разрушения (подход Нейбера-Новожилова) построены диаграммы разрушения структурированного композита. Такие диаграммы выделяют в плоскости параметров нагрузка — относительная длина трещины область устойчивого роста трещины. Аналитически исследовано влияние ширины прямолинейной прослойки в композите на устойчивость роста трещины для плоского напряженного состояния. Проанализирована зависимость критических нагрузок разрушения от расположения трещины в основном материале или в прослойке. С помощью диаграмм разрушения проведено сравнение поведения трещины в трехслойном композите с поведением трещины в биматериале и однородном материале.

В процессе уплотнения пористых продуктов горения при СВС-экструзии (экструзия с использованием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза) объемная вязкость материала снижается за счет возрастания во времени скорости деформирования и увеличивается за счет снижения пористости. В результате конкурентного взаимодействия этих двух факторов зависимость скорости прессования от давления на плунжере пресса для фиксированных моментов времени может иметь немонотонный характер: на начальной стадии уплотнения за счет первого фактора происходит возрастание скорости плунжера (при постоянном давлении), и уменьшение этой скорости на конечной стадии процесса уплотнения. В настоящей работе проведено экспериментальное и теоретическое исследование этого явления при СВС-экструзии металлокерамических материалов на примере исходного состава TiO₂+C+B+Al+Zr. Установлено, что зависимость скорости плунжера пресса от приложенного на него давления для фиксированных моментов времени имеет немонотонный характер. Прямое сопоставление численных и экспериментальных данных показало возможность использования предложенной реодинамической модели для прогнозирования результатов эксперимента.

Получено приближенное аналитическое решение задачи об осесимметричном напряженно деформированном состоянии толстостенного цилиндра из сплава с памятью формы (СПФ), моделирующее процесс предварительной раздачи соединительной муфты из этого материала. Рассматриваются две технологии раздачи — с помощью изотермического деформирования в мартенситном состоянии монотонно возрастающим внутренним давлением и за счет явления прямого мартенситного фазового превращения при охлаждении под действием постоянного внутреннего давления. Найдены два типа выражений для предельных нагрузок. Одно соответствует исчерпанию возможности фазово-структурного деформирования материала, второе отвечает появлению пластической деформации на внутренней поверхности цилиндра. Получено аналитическое выражение для максимальной раздачи муфты, при которой функциональные свойства СПФ еще не ухудшаются.

МЕТОДОМ ФОТОУПРУГОСТИ ИССЛЕДОВАНО НАПРЯЖЁННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛОК С ПОДКРЕПЛЯЮЩИМ СЛОЕМ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА. ПОЛУЧЕНЫ ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МОДЕЛЯХ БАЛОК С ТРЕЩИНАМИ И БЕЗ ТРЕЩИН. ВЫПОЛНЕН АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОДКРЕПЛЯЮЩЕГО СЛОЯ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ НАПРЯЖЕНИЙ ВБЛИЗИ ВЕРШИН ТРЕЩИН.

В работе исследуется устойчивость стержня с искривлёнными торцами. Установлено, что критическая сила, при которой происходит потеря устойчивости прямолинейной формы равновесия, существенно зависит от радиуса кривизны торцевых поверхностей. Чем больше радиус кривизны, тем больше критическая сила. Получены параметрические уравнения изогнутой оси стержня для произвольных значений продольной силы. Найдена критическая величина нагрузки, при которой стержень перестаёт опираться на торцевые поверхности.

Рассматриваются энергосиловые параметры пластического деформирования наноструктурных металломатричных композиционных сверхпроводниковых изделий для международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Приведенная методика позволяет определять усилие при производстве сверхпроводников в виде би- и триметалла. Знание усилий напряжения волочения дает возможность определения напряжений в компонентах композиционной заготовки, оценивать их прочность, определять из условий прочности предельные деформации.

Обсуждаются электрореологические свойства нового поколения «умных материалов» — электрореологических суспензий (ЭРС) на основе наноразмерных полимерных частиц полиимидов в среде полиметилсилоксанов. Оптимальные структуры полиимидов с высоким электрореологическим откликом были спрогнозированы в рамках квантово-механических исследований на предыдущих этапах работы авторов [1]. Впервые, в широком диапазоне изменения реологических параметров — скоростей сдвигового деформирования, частот периодического синусоидального малоамплитудного деформирования, температур при различных концентрациях дисперсной фазы — описаны кривые течения, динамические реологические характеристики — модули упругости и потерь, тангенс угла механических потерь ЭРС на основе полиимидов. Отмечен мощный электрореологический эффект у данных материалов по сравнению с традиционно обсуждаемыми ЭРС с микроразмерной дисперсной фазой, а также слабовыраженная зависимость реологических характеристик от температуры вплоть 80^◦С. Полученные результаты открывают перспективы для широкого практического использования подобного класса материалов.