Большая длительность (до 7-10 лет) и высокие финансовые затраты современных экспериментальных подходов к формированию энергетических и эксплуатационных свойств материалов для изделий ракетно-космической техники стимулируют более активное использование методов физического моделирования и компьютерных технологий их реализации. В сообщении анализируются перспективы и способы применения этих методов для решения задачи формирования механических характеристик указанных высокоэнергетических материалов. В качестве теоретической базы используются принципы механики структурно-неоднородных сред.

Предлагается прикладная модель сред, учитывающая масштабные эффекты когезионного и адгезионного типа. Приближенная градиентная модель упругости построена как частный случай модели сред с сохраняющимися дислокациями при дополнительных предположениях о структуре тензоров когезионных и адгезионных модулей и содержит только два новых параметра по сравнению с классической теорией упругости.

С помощью квантово-механического компьютерного моделирования (теория функционала плотности и метод псевдопотенциала) исследованы механические характеристики наноразмерных прослоек кобальта между кристаллитами карбида вольфрама. Показано, что с уменьшением толщины прослойки кобальта до наномасштабных размеров прочность ее на поперечный разрыв увеличивается вдвое, но с другой стороны, модуль сдвига уменьшается в шесть раз. При этом твердость прослоек может существенно превосходить твердость массивного кобальта.

Рассматривается нестационарная осесимметричная задача о распространении кинематических возмущений от сферической полости в пространстве, заполненном однородной изотропной средой псевдокоссера. Для решения используются разложения в ряды по полиномам Лежандра, преобразование Лапласа по времени и его обращение с помощью степенных рядов в окрестности начального момента времени.

На основе изучения термомеханических свойств нанокомпозитов на основе эпоксидного олигомера ЭД-20, наполненных ультрадисперсным алмазом и аминоалмазом на его основе, сформированных в постоянном магнитном поле, выявлено, что использование модифицированного алмаза как наполнителя эпоксидного полимера с аминогруппами в поверхностном слое, улучшает свойства наполненных композитов. Показано, что влияние постоянного магнитного поля проявляется в уменьшении относительной деформации при тех же степенях наполнения для всех изученных композиций.

В рамках фрактального описания, оценок молекулярных характеристик и кинетической гибкости макромолекулярных цепей матричного полимера, прямых экспериментальных оценок параметров межфазных слоев эластомерных дисперсно-наполненных композитов (на примере эластомерного композита — бутадиенстирольный каучук/наношунгит) дано обоснование корректности учета физико-механических параметров межфазных слоев при расчете эффекта усиления полимерных композитов наноразмерными дисперсными наполнителями.

Рассмотрен термосиловой изгиб упругопластической круговой трехслойной пластины с легким заполнителем, покоящейся на основании Винклера. Для описания кинематики несимметричного по толщине пакета пластины приняты гипотезы ломаной нормали. Реакция основания описывается моделью Винклера. Получена система уравнений равновесия и ее точное решение в перемещениях. Приведены численные результаты для трехслойных круговых металлополимерных пластин.

По данным электронно-микроскопических исследований в области огнестрельного ранения, кроме непосредственно раневого канала, костная ткань подвергается разрушению в результате воздействия ударной волны и следующих за ней волн разгрузки, которые порождают ударно-волновой остеопороз. Целью данной работы является разработка математических моделей и численной методики расчета высокоскоростного взаимодействия металлического осколка и костной ткани. Предложены математические модели деформирования и разрушения костных тканей в рамках механики сплошной среды, которые учитывают вязкий и хрупкий механизмы разрушения костной ткани различной структуры. Численная реализация осуществлена в полной трехмерной постановке. Исследованы процессы разрушения в биокомпозитах, являющихся условными аналогами трубчатых и пластинчатых костей, при ударе стальными осколками различной формы со скоростью 500 м/с.

В рамках данного исследования проведены испытания циклической прочности и долговечности, а также остаточной прочности образцов из стеклопластика и органопластика при нормальной и повышенной температурах. Произведен анализ механизмов разрушения однонаправленных волокнистых пластиков при циклическом и статическом нагружении кольцевых образцов в рамках реализации так называемого NOL-метода. Получены экспериментальные зависимости остаточной прочности от интенсивности предварительного циклического нагружения, построены экспериментальные функции поврежденности для исследуемых материалов при комнатной и повышенной температурах.

Методом конечно-элементного моделирования исследовано термодеформационное поведение углепластиковой крупногабаритной платформы КА с конструктивно-жесткостной несимметрией и получены расчетные зависимости оптимальных по условиям размеро- и формостабильности термоупругих свойств конструкции.

Причиной уникальных термомеханических свойств сплавов с памятью формы (СПФ) являются термоупругие фазовые и структурные превращения, являющиеся бездиффузионными процессами, поэтому свойства СПФ трактуются и моделируются обычно как склерономные. Полученные недавно экспериментальные данные свидетельствуют, однако, о том, что свойства СПФ нельзя считать полностью склерономными. В данной работе предложена простейшая модель для описания реономных свойств СПФ. Получено описание зависящего от времени поведения СПФ при жестком и мягком нагружении, релаксации напряжений, ступенчатом нагружении в режиме мартенситной неупругости и сверхупругости. Установлено качественное соответствие результатов моделирования экспериментальным данным.

Установлена взаимосвязь между физико-механическими, динамическими упруго-гистерезисными и релаксационными свойствами диенуретанов на основе олигодиендиола марки ПДИ-1К и структурой вулканизационной сетки, степенью сшивания. Показано, что определяющее влияние на свойства олигодиенуретанов оказывает степень сшивания и структура вулканизационной сетки, которые регулируются выбором соотношения между реакционноспособными группами олигодиендиола и отверждающей системы NCO/Σ(ОН).

Рассматривается задача приближенного описания распространяющихся мод гармонических волн в плоском упругом слое на основе трехмерной теории оболочек -го порядка. Построены оценки погрешности вычисленных форм распространяющихся мод на частотах запирания.