При пропускании электрического тока через образец из сплава с памятью формы (СПФ) в нем осуществляется связный электротермомеханический процесс, при котором все четыре явления — процесс деформирования, фазовый переход, изменение температуры и прохождение электрического тока влияют друг на друга и не могут в общем случае анализироваться независимо или последовательно. Электрическое сопротивление образца является интегральным параметром и меняется с изменением фазового состава и распределения температуры, что усложняет решение при заданной зависимости электрического напряжения, приложенного к образцу, от времени. Если есть области, где фазовый переход начинается из двухфазного состояния, то это требует особого рассмотрения. В данной работе в рамках нелинейной модели деформирования СПФ решена связная задача о фазовых превращениях в стержне из СПФ, находящемся под действием постоянной растягивающей нагрузки и охлаждаемого через торцы, управляемых изменением величины электрического напряжения.

Представлены результаты экспериментального исследования механических свойств полимерных порошковых покрытий, нанесенных на поверхности стальных образцов в виде полос. Оценки упругих характеристик изучаемых покрытий получены по результатам механических испытаний. С этой целью проведена серия испытаний на растяжение трехслойных образцов-полос из стали с нанесенными покрытиями. Предложен простой метод оценки модуля упругости покрытия, основанный на анализе кривых растяжения образцов-полос с применением правила смесей для композиционных материалов. На основе результатов исследований установлено, что покрытие, состоящее собственно из краски, обладает большим модулем упругости, чем покрытие типа краска + лак. Наименьшее снижение модуля упругости покрытия, включающего в себя краску и лак, при сохранении высоких декоративных характеристик покрытия достигается при нанесении на порошковую краску керамического наноструктурированного лака.

Описан метод измерения пористости диэлектрических композиционных материалов с помощью немостового нуль метода. Предложена универсальная аналитическая формула тарировочной зависимости для датчиков емкостного типа. Использование этого метода позволяет существенно упростить методику измерений пористости композиционного материала за счет отказа от необходимости проведения тарировки каждого конкретного датчика.

Важным элементом системы определяющих соотношений для сплавов с памятью формы (СПФ) является алгоритм вычисления параметра фазового состава, значения которого сложным образом зависят от температуры, действующих напряжений и фазово-структурных деформаций. Обычно используемые для этих целей конечные соотношения обладают рядом недостатков (форма этих соотношений зависит от начальных условий, учет термодинамических особенностей поведения СПФ приводит к тому, что эти соотношения являются не явными выражениями для параметра фазового состава, а трансцендентными уравнениями для этой величины). В работе предлагаются определяющие соотношения для параметра фазового состава в приращениях, лишенные описанных выше недостатков.

Предлагается приближённая модель прогнозирования упругих модулей поликристаллических материалов (керамик, металлов), построенная в рамках варианта градиентной теории упругости с учётом адгезионных и когезионных взаимодействий. Демонстрируется возможность адекватного описания эффективных свойств поликристаллических материалов с учётом размера зёрен, наличия межзёренных включений, локальных изменений морфологии зёрен и дефектности межзёренных границ с использованием одномерного варианта градиентной модели межфазного слоя. Приводятся примеры описания известных экспериментальных данных.

Методами наноиндентирования и интерференционной микроскопии проведено исследование структуры и свойств оксидных покрытий «Астрим», нанесенных на поверхность алюминиевого сплава В95Т1 методом микродугового оксидирования. Образцы были предоставлены Центром информационно-клеточной медицины, г. Москва. Было установлено, что поверхность покрытия — материала «Астрим» — имеет пористую структуру, а модуль упругости покрытия существенно превосходит модуль упругости алюминиевого сплава и сопоставим с модулем упругости корунда. Последнее открывает широкие перспективы использования данной технологии в практических задачах.

Рассмотрены некоторые результаты теоретико-вычислительных и экспериментальных оценок физико-механических свойств углеродных нанотрубок (УНТ) и перспективы их использования в качестве функциональных добавок в эластомерные матрицы. В частности, в кластерном приближении проведен квантово-механический расчет механических и прочностных свойств УНТ; в ИПРИМ РАН синтезированы методом каталитического пиролиза ацетилена на кобальтовой и железной каталитических системах многостенные УНТ; полученные продукты охарактеризованы современными структурными методами; приготовлены образцы на основе бутадиен-стирольной эластомерной матрицы и УНТ; исследованы механические свойства подобной среды; проведена оценка эффекта усиления от введения УНТ.

На основе трехмерной теории оболочек -го порядка решена задача приближенного построения дисперсионных зависимостей для симметричных и антисимметричных гармонических волн в упругом изотропном слое. Исследована зависимость погрешности приближения от порядка теории.

Предложено структурно-фрактальное описание механизма усиления дисперсно-наполненых полимерных композитов полимер-органоглины. В рамках данного описания модуль упругости композитов определяется размером областей локального порядка (нанокластерами). Физической подоплекой уменьшения размеров нанокластеров является формирование в композитах при введении нанонаполнителя плотноупакованных слоев макромолекул (межфазных областей). Показаны различия зависимостей изменения модулей упругости от размеров нанокластеров для дисперсно-наполненных композитов в целом и композитов полимер/органоглина в частности.

В работе представлены результаты параметрических исследований для классической задачи о потере устойчивости упругой замкнутой круговой цилиндрической оболочки, равномерно сжатой вдоль образующей. Изучено влияние выбора модели оболочки на искомую критическую нагрузку. Показано, с какой осторожностью следует подходить к отбрасыванию несущественных на первый взгляд слагаемых в соответствующих разрешающих уравнениях.

Разработан алгоритм построения матрицы жесткости отсека анизотропной цилиндрической оболочки с произвольным контуром поперечного сечения для системы обобщенных координат, представляющих коэффициенты разложений перемещений торцов отсека по заданным функциям. В качестве примера рассмотрен четырехпоясный прямоугольный кессон.

Приведен пример расчета термогазодинамических параметров продуктов дожигания газогенераторных струй в композиционной камере полного смешения ракетно-прямоточного двигателя на твердом топливе, показано, что применение углеводородных композитов остается важнейшим фактором при проектировании теплозащитных покрытий и соплового блока ракетно-прямоточных двигателей на твердом топливе.

Приводятся критерии зажжения паров горючего в воздушном следе за частицами композиционных материалов и решения для определяющих их параметров, полученные на основе моделей теплового воспламенения, вихревого смешения, горения и сверхзвуковой гидродинамики.

В ряде технических устройств применение композиционных материалов (КМ) сдерживается жесткими условиями их эксплуатации. В частности, пульсации давления, градиенты температуры и давления не позволяют применять КМ со спецсвойствами (дешевые, радиопоглощающие, инертные и т.д.) в аэродинамических устройствах, особенно при сверх- и гиперзвуковых скоростях набегающего потока. В работе предложен метод использования аэродинамических технологий для снижения требований к материалам и их покрытиям в указанных устройствах.