Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Качанов Марк Лазаревич США
Номер договора
14.Z50.31.0036
Период реализации проекта
2017-2021
41
Количество специалистов
5
научных публикаций
2
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Традиционными конструкционными материалами узлов транспортных средств в транспортно-технологических комплексах Арктических районов являются металлические сплавы: алюминиевые, стальные и титановые. Для Арктических районов характерно сочетание трех крайне неблагоприятных факторов: низкой температуры, больших механических нагрузок от ледовых масс и агрессивное воздействие среды. Использование традиционных материалов ограничено их эксплуатационными характеристиками: интенсивной коррозией, их охрупчиванием при низких температурах, а также их дорогостоящим производством. Это вызывает интерес к новым конструкционным материалам – прежде всего, керамикам и композитам. Сотрудники лаборатории исследуют влияние экстремальных режимов эксплуатации на поведение таких материалов. Исследования ученых позволит создавать новые материалы для машин и установок арктического назначения.

Название проекта: Создание научной лаборатории композиционных и керамических материалов с применением к арктическим транспортным средствам (LCCM)

Приоритет СНТР: а, е


Цели и задачи

Направления исследований: Исследование применимости композитных материалов и пористых керамик для использования в транспортно-технологических комплексах арктических районов, для которых характерно сочетание трех неблагоприятных факторов: низкой температуры, больших механических нагрузок от ледовых масс и агрессивного воздействия среды

Цель проекта: Создание лаборатории мирового уровня в области композиционных и керамических материалов для транспортных средств и конструкций, работающих в условиях Арктики при низких температурах, агрессивном влиянии морской воды и больших механических нагрузках



Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Описаны зависимости микрорастрескивания от температуры и прочности межзеренных соединений.
  • Разработаны методы оптимального проектирования композитных элементов конструкций, работающих в экстремальных условиях Арктики.
  • Получены результаты расчета напряженно-деформированного и теплового состояния конструкций транспортных средств с традиционными и альтернативными материалами.
  • Разработана методика ускоренных испытаний по определению предела усталости материалов.
  • Предложен метод расчета полей напряжений, напряжений на берегах трещин и коэффициентов интенсивностей напряжений (КИН) на кончиках трещин в нагруженной бесконечной плоскости, при малых расстояниях между кончиками трещин.
  • Определены оптимальные параметры микроструктуры композиционных и керамических материалов, работающих в экстремальных условиях Арктики, для заданного сочетания механических и теплофизических свойств.
  • Разработан метод мониторинга деградации механических свойств посредством слежения за изменением электропроводности;
  • Произведены расчеты композиционных элементов конструкций на основе полимерных и керамических материалов;
  • Создана математическая модель и получены результаты математического моделирования показателей эксплуатационных свойств (проходимости, топливной экономичности, подвижности);
  • Разработаны гипотезы для проведения ускоренных климатических испытаний и их экспериментальная проверка в камере;
  • Проведены исследования длительности периодов усталостного разрушения материалов (трещиностойкости).

Образование и переподготовка кадров:

  • Разработаны курсы лекций «Конструкционные материалы в авиастроении», «Высокоэнергетические методы обработки материалов: лазерное термоупрочнение, наплавка, резка, легирование». Внедрены в образовательный процесс на кафедре НГТУ «Материаловедение‚ технологии материалов и термическая обработка металлов».

  • Разработаны и внедрены программы курсов лекций ведущего ученого профессора М. Л. Качанова: «Математическое моделирование физических и инженерных проблем», «Особенности подготовки и написания научных статей для опубликования в индексируемых журналах», «Эффективная вязкость суспензий», «Микромеханика неоднородных материалов», «Вязкость жидких суспензий, содержащих частицы различных форм», «Упругие свойства горных пород с трещинами и разломами», «Введение в механику материалов».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • Создана Научно-исследовательская лаборатория «Специальные машины и механизмы» (НИЛ СММ). В НИЛ СММ производится выполнение прикладных научно-исследовательских и инженерных работ для создания новых поколений транспортных средств, их узлов и агрегатов.

  • Создана уникальная климатическая камера для проведения испытаний в температурном диапазоне от -60 °С до +60 °С.

Другие результаты:

Разработан комплекс программных средств для расчета коэффициентов раскрытия близко расположенных трещин для определения их вклада в эффективные свойства материала.

Сотрудничество:

  • Объединенный институт машиностроения Национальной академии Беларуси (Беларусь): стажировка сотрудников лаборатории LCCM, консультации по технологическим процессам, применяемым на машиностроительных предприятиях Республики Беларусь

  • Сколковский институт науки и технологий (Россия), Федеральный институт материаловедения (Россия), Институт физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН (Россия): совместные научные мероприятия

  • Университет города Nanjin (Китай): прочитаны лекции ведущим учёным

  • Потсдамский университет (Германия), Федеральный институт материаловедения (Германия), Санкт-Петербургский политехнический университет (Россия): совместные публикации
Скрыть Показать полностью
Lurie S.A., Solyaev Y.O., Lizunova D.V., Rabinskiy L.N., Bouznik V.M., Menshykov O.
Influence of Mean Distance between Fibers on the Effective Gas Thermal Conductivity in Highly Porous Fibrous Materials. International Journal of Heat and Mass Transfer 109: 511–519 (2017).
Lurie Yu O., Solyaev S.A., Koshurina V.F., Formalev A.A., Dobryanskiy V.N., Kachanov M.L.
Design of the Corrugated-Core Sandwich Panel with External Active Cooling System. Composite Structures 188: 278–286 (2018).
Solyaev Y.O., Lurie S.A., Koshurina A.A., Dobryanskiy V; Kachanov M.L.
On a combined thermal/mechanical performance of a foam-filled sandwich panels. International Journal of Engineering Science 134: 66–76 (2019).
Mishakin V.V., Klyushnikov V.A., Gonchar A.V., Kachanov M.L.
On assessing damage in austenitic steel based on combination of the acoustic and eddy current monitoring. International Journal of Engineering Science 135: 17–22 (2019).
Bruno G., Kachanov M.L., Sevostianov I., Shyam A.
Micromechanical modeling of non-linear stress-strain behavior of polycrystalline microcracked materials under tension. Acta Materialia 164: 50–59 (2019).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория комбинаторных и геометрических структур

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»

Математика и механика

Долгопрудный

Пах Янош

США, Венгрия

2019-2021

Международная лаборатория динамических систем и приложений

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики"

Математика и механика

Нижний Новгород

Тураев Дмитрий Владимирович

Израиль, Россия

2019-2021

Научно-исследовательская лаборатория проблем прочности, динамики и ресурса

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского»

Математика и механика

Нижний Новгород

Делль Изола Франческо

Италия

2018-2020