Лаборатория композиционных и керамических материалов с применением к арктическим транспортным средствам (LCCM)

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