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

Приглашенный ученый Ломакин Евгений Викторович Россия
Номер договора
14.B25.31.0006
Период реализации проекта
2013-2017
20
Количество специалистов
89
научных публикаций
7
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Создание современных изделий и конструкций непосредственно связано с обеспечением необходимой прочности и долговечности, реализацией высоких показателей надежности, живучести и безопасности изделий в аварийных ситуациях при разрушении. В связи с этим ученые лаборатории решают такую актуальную задачу как развитие существующих и создание новых комплексных экспериментально-теоретических подходов к оценке ресурса, прочности и безопасности ответственных конструкций.

Название проекта: Лаборатория механики перспективных конструкционных и функциональных материалов

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направление исследований: Механика перспективных конструкционных и функциональных материалов

Цель проекта: Создание научных основ решения проблем в области механики деформируемого твердого тела, изучение фундаментальных закономерностей поведения перспективных конструкционных и функциональных материалов (сталей и сплавов, полимеров, композитов, горных пород)


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны методики комплексного экспериментального изучения поведения металлов, сплавов и композиционных материалов при сложных термомеханических воздействиях.
  • Получены новые данные о процессах деформирования, накопления повреждений и разрушения авиационных сплавов, волокнистых полимерных композитов и элементов конструкций.
  • Установлены закономерности деформирования конструктивных элементов камерной системы разработки в условиях повышенной глинизации массива.
  • Получены результаты оценки влияния эксплуатационных факторов на характеристики современных композиционных материалов авиационного назначения; получены новые данные о малоцикловой усталости и закритическом деформировании сталей и сплавов в условиях сложного нагружения и термомеханической усталости.
  • Получены результаты изучения закономерностей пластического деформирования конструкционных и функциональных материалов в условиях сложного напряженно-деформированного состояния на основе анализа полей деформаций и температуры; обнаружен эффект квазипериодической гомогенизации пластического течения в условиях проявления деформации Чернова-Людерса и эффекта Портевена-Ле Шателье.
  • Разработаны многоуровневые модели неупругого деформирования поликристаллических металлов и сплавов, включающие описание важнейших механизмов реализации процесса на различных масштабных уровнях (внутризеренного и зернограничного скольжения, двойникования, процессов фрагментации и дробления зерен) и эволюции внутренней структуры.

Внедрение результатов исследования:

  • Использование разработанных методик экспериментальных исследований статической и усталостной прочности свойств материалов авиационного назначения в рамках выполнения работ с ПАО «ОДК-Сатурн», АО «ОДК-Авиадвигатель».
  • Создана информационно-поисковая система физико-механических свойств пород Верхнекамского месторождения калийных солей, позволяющая производить расчеты параметров системы разработки для конкретных участков шахтных полей.
  • Разработан комплекс программного обеспечения, позволяющий оценивать безопасность горных работ в сложных горно-геологических условиях. Обоснование конструктивных мер защиты от затопления рудников ПАО «Уралкалий».
  • Создан комплекс прикладных программ для решения краевых задач механического нагружения поликристаллических металлов и сплавов с использованием предложенных многоуровневых моделей материалов.

Образование и переподготовка кадров:

  • Разработаны и внедрены в учебный процесс 3 рабочие программы: «Экспериментальная механика материалов», «Экспериментальная механика композитов», «Деформация, разрушение и конструкционная прочность» – в рамках магистерской программы «Экспериментальная механика»; 2 рабочие программы: «Моделирование процессов деформирования и разрушения материалов и элементов конструкций», «Экспериментальная механика конструкционных материалов» для аспирантов, обучающихся по научной специальности 01.02.04 – «Механика деформируемого твердого тела»; 1 учебная программа дополнительной профессиональной образовательной программы повышения квалификации специалистов «Современные экспериментальные методы и средства исследования деформационных и прочностных свойств материалов». Также была разработана новая образовательная программа для бакалавров по направлению подготовки 28.03.03 «Наноматериалы» и получена лицензия на осуществление образовательной деятельности (Приказ Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки № 1544 от 06.09.2016г.).
  • Защиты: 2 докторские диссертации, 11 кандидатских диссертаций.
  • Проводятся лабораторные работы для студентов бакалавриата и магистратуры ПНИПУ в рамках учебного процесса; на базе Лаборатории организована студенческая исследовательская лаборатория для работ во внеучебное время.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На базе Лаборатории механики перспективных конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ на сайте http://ckp-rf.ru/ «Научно-техническая инфраструктура Российской Федерации» в 2015 году был размещен ЦКП «Центр экспериментальной механики», а в 2017 году УНУ «Комплекс испытательного и диагностического оборудования для исследования свойств конструкционных и функциональных материалов при сложных термомеханических воздействиях».

Другие результаты:

  • Разработана теория деформирования волокнистых композитных материалов, для которых диаграммы деформирования линейные, когда нагрузка действует в направлении волокон, и существенно нелинейные при наличии сдвиговых напряжений, когда нагрузка приложена под углом к направлению армирования. Данный эффект наблюдается в экспериментальных исследованиях большинства волокнистых композитов. Предложен оригинальный способ одновременного описания линейного и нелинейного поведения анизотропных композитных материалов в зависимости от вида внешних воздействий на основе авторской идеи введения в определяющие уравнения дополнительной матрицы и связанного с ней скалярного параметра.
  • Разработан подход к моделированию процессов деформирования, накопления повреждений и разрушения перспективных композитных материалов с учетом физической нелинейности их свойств. Исследовано влияние нелинейности сдвиговых свойств слоистых полимерных композитов на распределение напряжений, процесс накопления повреждений и характеристики разрушения композитных элементов конструкций с концентраторами напряжений.
  • Разработан алгоритм для проведения численного моделирования процессов деформирования и разрушения перспективных композитных материалов на основе созданной теории и продемонстрировано хорошее соответствие теоретических зависимостей с результатами экспериментальных исследований. На основе проведенных расчетов установлен ряд закономерностей разрушения композитных элементов конструкций при наличии концентраторов напряжений.
Сотрудничество:
  • Институт механики сплошных сред УрО РАН: совместные исследования, научные статьи, подготовка заявок на конкурсы НИР, комплексные исследования свойств современных композиционных материалов
  • Пермский государственный медицинский университет имени академика Е. А. Вагнера: совместное выполнение научно-исследовательских работ
  • ОАО УНИИКМ, Hermith GmbH (Германия), ПАО НПО «Сатурн: совместные исследования
  • Южно-Уральский государственный университет, Loughborough University (Великобритания): совместные исследования, обмен опытом
  • Instron – Division of ITW Ltd (Великобритания): проведение стажировок, мастер-классов

Скрыть Показать полностью
Lomakin E.V., Fedulov B.N.
Nonlinear anisotropic elasticity for laminate composites. Meccanica 50(6): 1527-1535 (2015).
Lomakin E.V., Tretyakov M.P.
Fracture Properties of Graphite Materials and Analysis of Crack Growth under Bending Conditions. Meccanica 51(10): 2353–2364 (2016).
Fedulov B. N., Fedorenko A. N., Kantor M. M., Lomakin E. V.
Failure analysis of laminated composites based on degradation parameters. Meccanica 53(1-2): 359-372 (2018).
Vildemann V.E., Lomakin E.V., Tretyakov M.P.
Effect of Vibration Stabilization of the Process of Postcritical Deformation. Doklady physics 61(3): 147–151 (2016).
Lomakin E.V., Tretyakova T.V., Wildemann V.E.
Effect of Quasi-Periodic Homogenization of Plastic Deformations in the Process of Tension of Samples of an Aluminum-Magnesium Alloy. Doklady Physics 60(3): 131–134 (2015).
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