![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование нестационарных процессов в сплошных средах с учетом различных взаимодействующих между собой полей: механических, тепловых, электрических, магнитных и диффузионных. Решение задач о звукоизоляционных и виброзащитных свойствах пластин, окруженных различными средами. Исследование нестационарных контактных задач с подвижными границами. Решение новых нестационарных задач механодиффузии. Оценка влияния вязкости среды в нестационарных процессах распространения волн в вязкоупругих телах. Экспериментально-вычислительное исследование упругопластических и вязкоупругопластических свойств материалов в условиях неоднородного напряженно-деформированного состояния при квазистатическом или динамическом нагружении. Теоретический анализ нелинейных определяющих соотношений теории наследственности. Развитие методов решения краевых задач теории упругости и термовязкопластичности металлов.
Investigation of non-stationary processes In continuum media accounting for influence and interaction of thermo-mechanical, magnetic, electric and diffusion fields. Solution of vibration isolation problems and acoustic isolation problems for plates surrounded by various media. Analysis of non-stationary contact problems with moving boundaries. Solution of new non-stationary mechano-diffusion problems. Estimation of viscosity influence on non-stationary waves propagation in viscoelastic solids. Experimental and numerical investigation of viscoplastic and viscoelastoplastic properties of materials under non-uniform stress-srain state and quasi-static or dynamic loadings. Analytical study of non-linear hereditary constitutive relations. Development of solution techniques for boundary-value problems in the elasticity theory and in thermo-visco-plasticity theory of metals.
1. Результаты решения задач о звукоизоляционных и виброзащитных свойствах пластин, окруженных различными средами. 2. Результаты исследование нестационарных процессов в сплошных средах с учетом взаимодействующих между собой механических, тепловых, электрических, магнитных и диффузионных полей. 3. Решение нестационарных контактных задач с подвижными границами и задач механодиффузии. 4. Аналитическое исследование общих свойств кривых деформирования для одноосной нелинейной модели теории наследственности Ю.Н.Работнова. Для варианта теории наследственности с двумя материальными функциями будет выяснен набор реологических эффектов, адекватно моделируемых. 5. Решение краевых задач о плоской деформации упругопластических материалов при конечных деформациях. Будет исследовано влияние упругой сжимаемости материала на характер решения краевой задачи. 6.Разработка метода решения задач о плоском напряженном состоянии для тонкой упругой пластинки, неоднородной по толщине. Будут рассмотрены различные виды неоднородности материала по толщине. 7. Исследование характерных видов разупрочнения сплавов при горячем деформировании. Будет выполнен анализ основных факторов, влияющих на разупрочнение сплавов, и выявлены варианты определяющих соотношений, позволяющих в принципе описывать явление разупрочнения. 8. Исследование «околосверхпластического» поведения сплавов в экспериментах на кручение. будут испытаны на кручение образцы из различных материалов в режимах близких к сверхпластичности. 9. Оценка механических свойств морского льда в опытах на растяжения. Будет отлажена методика и проведены методические эксперименты по растяжению образцов из морского льда. 10. Разработка методики определения критерия разрушения конструкционных материалов в условиях высокоскоростного деформирования и повышенных температур с учетом неоднородности напряженно-деформированного состояния в образце в натурных и виртуальных экспериментах по методу Кольского с разрезным стержнем Гопкинсона.
1. Дана общая постановка связанной задачи термоэлектромагнитоупругости с учетом диффузии в произвольной криволинейной системе координат. 2. Решены одномерные и двумерные нестационарные задачи упругости с учётом диффузии для слоя и полупространства в декартовой системе координат. 3. Решены одномерные и двумерные нестационарные задачи электромагнитоупругости для тел с плоскими границами
Итоги 16-18 гг. 1. Проведено аналитическое исследование двумерных нестационарных связанных задач электромагнитоупругости. В том числе, найдены объемные функции влияния для упругого пространства со сферической полостью. Доказаны теоремы о структуре этих функций. Методом малого параметра построено решение соответствующей связанной задачи. Показано, что в рассмотренных примерах достаточно учитывать три-четыре члена рядов. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В. 2. Получены численно-аналитические решения нестационарных задач для цилиндрической и сферической оболочек с упругим заполнителем. Построены соответствующие поверхностные функции Грина, которые используются при решении нестационарных контактных задач с подвижными границами. Получено аналитическое решение нестационарной задачи для упругой полуплоскости с подвижной точкой смены граничных условий. Исследованы особенности компонентов напряженно-деформированного состояния в окрестностях особых точек на границе. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., с.н.с. Федотенков Г.В. 3. В рамках линейных моделей решены одномерные и многомерные нестационарные задачи упругой диффузии и термоупругой диффузии в декартовой системе координат для слоя и полупространства (двумерная задача упругой диффузии для однокомпонентного изотропного слоя и пространства, двумерная задача упругой диффузии для однокомпонентного ортотропного слоя и пространства, одномерная задача термоупругости с учетом диффузии для слоя и полупространства). Для задач упругой диффузии с произвольными граничными условиями разработан метод, основанный на построении соотношений между правыми частями граничных условий различных типов. Он протестирован на двумерных задачах. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., вед. инж. Земсков А.В., с.н.с. Рязанцева М.Ю. 4. Предложен метод исследования задач о переходных волновых процессах в линейно-вязкоупругих телах, физико-механические параметры материала которых являются непрерывными функциями пространственных координат. Он апробирован на тестовых задачах для кусочно-однородных вязкоупругих цилиндров с помощью альтернативных численно-аналитических решений. Решены одномерные задачи о распространении нестационарных волн для вязко-упругого полупространства и вязкоупругого слоя. Апробирован метод решения многомерных задач о распространении волн в вязкоупругих телах произвольной геометрии, основанный на использовании свертки решения задачи для упругого тела с задачей для вязкоупругого полупространства. Исполнители: в.н.с. Пшеничнов С.Г., вед. инж. Коровайцева Е.А. 5. Выполнено исследование взаимодействия волн с преградами в виде однослойных и трехслойных пластин в грунте. В качестве модели грунта используется однородная упругая изотропная среда. Для задания набегающей волны рассматривались плоская и цилиндрическая одномерные волны растяжения-сжатия. Получены зависимости виброускорения от частоты при различных типах набегающих волн. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., вед. инж. Локтева Н.А. 6. Разработана экспериментально-вычислительная методика идентификации параметров определяющих соотношений и критериев разрушения конструкционных сплавов в условиях высокоскоростного деформирования и повышенных температур с учетом неоднородности температурного и напряженно-деформированного состояний в испытуемом образце на основе метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона. (Моссаковский П.А., Костырева Л.) 7. На основе экспериментальных данных для нескольких материалов сформулирована гипотеза скалярной вязкости, согласно которой векторные свойства связи напряжений с деформациями имеют существенно меньшую скоростную чувствительность по сравнению со скалярными свойствами. (Муравлев А.В.) 8. Для линейного интегрального определяющего соотношения вязкоупругости с произвольными функциями релаксации и ползучести разработана теория эксперимента по построению функции релаксации из опытов, в которых выход на режим постоянной деформации происходит не мгновенно (получены точные универсальные двусторонние оценки для функции релаксации через экспериментальные кривые релаксации, полезные для идентификации функции релаксации). (Хохлов А.В.) 9. Сформулирован и опробован вариант определяющих соотношений с внутренней переменной, отвечающей за эволюцию микроструктуры материала. В численных экспериментах показана его применимость к описанию технологических процессов горячей обработки металлов давлением. (Васин Р.А.) 10. В теории упругости неоднородных тел исследованы различные виды неоднородностей и получены аналитические выражения для моделирования изменения механических характеристик, непрерывно зависящих от координат; даны аналитические решение некоторых плоских задач. (Шарафутдинов Г.З.) 11. Продолжены экспериментальные исследования механических свойств морского льда (в рамках договора о сотрудничестве НИИ механики МГУ с университетским центром на Свальбарде (UNIS, Норвегия). Проведены исследования прочности на растяжение образцов различной формы из морского льда в районе о. Шпицберген. (Чистяков П.В.) 12. Установлены фактические меры напряжений и деформаций, используемые в пакете ANSYS для решения упругопластических задач при конечных деформациях. Получено численное решение задачи о конечных деформациях упругопластической трубы под действием внешнего и внутреннего давления, исследована роль упругой сжимаемости материала. (Овчинникова Н.В.)
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений и критериев прочности; динамика и прочность элементов конструкций с учётом воздействия полей различной природы |
Результаты этапа: 1. Проведено аналитическое исследование двумерных нестационарных связанных задач электромагнитоупругости. В том числе, найдены объемные функции влияния для упругого пространства со сферической полостью. Доказаны теоремы о структуре этих функций. Методом малого параметра построено решение соответствующей связанной задачи. Показано, что в рассмотренных примерах достаточно учитывать три-четыре члена рядов. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В. 2. Получены численно-аналитические решения нестационарных задач для цилиндрической и сферической оболочек с упругим заполнителем. Построены соответствующие поверхностные функции Грина, которые используются при решении нестационарных контактных задач с подвижными границами. Получено аналитическое решение нестационарной задачи для упругой полуплоскости с подвижной точкой смены граничных условий. Исследованы особенности компонентов напряженно-деформированного состояния в окрестностях особых точек на границе. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., с.н.с. Федотенков Г.В. 3. В рамках линейных моделей решены одномерные и многомерные нестационарные задачи упругой диффузии и термоупругой диффузии в декартовой системе координат для слоя и полупространства (двумерная задача упругой диффузии для однокомпонентного изотропного слоя и пространства, двумерная задача упругой диффузии для однокомпонентного ортотропного слоя и пространства, одномерная задача термоупругости с учетом диффузии для слоя и полупространства). Для задач упругой диффузии с произвольными граничными условиями разработан метод, основанный на построении соотношений между правыми частями граничных условий различных типов. Он протестирован на двумерных задачах. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., вед. инж. Земсков А.В. 4. Предложен метод исследования задач о переходных волновых процессах в линейно-вязкоупругих телах, физико-механические параметры материала которых являются непрерывными функциями пространственных координат. Он апробирован на тестовых задачах для кусочно-однородных вязкоупругих цилиндров с помощью альтернативных численно-аналитических решений. Решены одномерные задачи о распространении нестационарных волн для вязко-упругого полупространства и вязкоупругого слоя. Апробирован метод решения многомерных задач о распространении волн в вязкоупругих телах произвольной геометрии, основанный на использовании свертки решения задачи для упругого тела с задачей для вязкоупругого полупространства. Исполнители: в.н.с. Пшеничнов С.Г., вед. инж. Коровайцева Е.А. 5. Выполнено исследование взаимодействия волн с преградами в виде однослойных и трехслойных пластин в грунте. В качестве модели грунта используется однородная упругая изотропная среда. Для задания набегающей волны рассматривались плоская и цилиндрическая одномерные волны растяжения-сжатия. Получены зависимости виброускорения от частоты при различных типах набегающих волн. Исполнители: зав. лаб. Тарлаковский Д.В., вед. инж. Локтева Н.А. 6. Разработана экспериментально-вычислительная методика идентификации параметров определяющих соотношений и критериев разрушения конструкционных сплавов в условиях высокоскоростного деформирования и повышенных температур с учетом неоднородности температурного и напряженно-деформированного состояний в испытуемом образце на основе метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона. (Моссаковский П.А., Костырева Л.) 7. На основе экспериментальных данных для нескольких материалов сформулирована гипотеза скалярной вязкости, согласно которой векторные свойства связи напряжений с деформациями имеют существенно меньшую скоростную чувствительность по сравнению со скалярными свойствами. (Муравлев А.В.) 8. Для линейного интегрального определяющего соотношения вязкоупругости с произвольными функциями релаксации и ползучести разработана теория эксперимента по построению функции релаксации из опытов, в которых выход на режим постоянной деформации происходит не мгновенно (получены точные универсальные двусторонние оценки для функции релаксации через экспериментальные кривые релаксации, полезные для идентификации функции релаксации). (Хохлов А.В.) 9. Сформулирован и опробован вариант определяющих соотношений с внутренней переменной, отвечающей за эволюцию микроструктуры материала. В численных экспериментах показана его применимость к описанию технологических процессов горячей обработки металлов давлением. (Васин Р.А.) 10. В теории упругости неоднородных тел исследованы различные виды неоднородностей и получены аналитические выражения для моделирования изменения механических характеристик, непрерывно зависящих от координат; даны аналитические решение некоторых плоских задач. (Шарафутдинов Г.З.) 11. Продолжены экспериментальные исследования механических свойств морского льда (в рамках договора о сотрудничестве НИИ механики МГУ с университетским центром на Свальбарде (UNIS, Норвегия). Проведены исследования прочности на растяжение образцов различной формы из морского льда в районе о. Шпицберген. (Чистяков П.В.) 12. Установлены фактические меры напряжений и деформаций, используемые в пакете ANSYS для решения упругопластических задач при конечных деформациях. Получено численное решение задачи о конечных деформациях упругопластической трубы под действием внешнего и внутреннего давления, исследована роль упругой сжимаемости материала. (Овчинникова Н.В.) | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений и критериев прочности; динамика и прочность элементов конструкций с учётом воздействия полей различной природы |
Результаты этапа: 1. Построено аналитическое решения связанной нестационарной задачи о распространении возмущений в электромагнитоупругом шаре. Дана оценка влияния связанности полей. 2. Исследованы связанные нестационарные процессы распространения двумерных волн механодиффузионных средах. Проанализировано влияние связанности полей. 3. Построены аналитические решения нестационарных контактных задач для сферической оболочки (системы оболочек с заполнителем) и упругого или недеформируемого полупространства. Дан анализ результатов параметричеких исследований. 4. Получены решения гармонических задач о взаимодействии набегающих волн с пластинами, окруженными акустическими средами или грунтом. Выработаны рекомендации по выбору параметров пластины с позиций обеспечения заданных звукоизоляционных и виброзащитных характеристик. 5. Проведена оценка влияния на напряженно-деформированное состояние тел учета вязкоупругих характеристик на примере плоской нестационарной задачи для полупространства. Решение последней получено аналитически на основе теоремы, связывающей решения одномерной вязкоупругой и двумерной упругой задач. 6. Разработана структура базовой платформы системы сбора, хранения и актуализации экспериментальных данных при изучении динамических свойств конструкционных материалов в условиях высоких температур. 7. Аналитически исследованы свойства нелинейной модели вязкоупругопластичности типа Максвелла и область её применимости; предложены способы идентификации модели. 8. В результате численного моделирования процесса свободной пневмоформовки купола из листовой заготовки исследована неоднородность напряженно-деформированного состояния в куполе и установлена зависимость между высотой купола и минимальной толщиной купола (в его вершине). 9. Выполнены сравнительные эксперименты по определению прочности морского льда в полевых и лабораторных условиях. 10. Проведены высокотемпературные эксперименты на монотонное и реверсивное кручение образцов из титанового сплава при больших деформациях. 11. Предложен подход к построению точных аналитических решений некоторого вида осесимметричных задач теории упругости. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений и критериев прочности; динамика и прочность элементов конструкций с учётом воздействия полей различной природы |
Результаты этапа: Проведено исследование связанных нестационарных динамических процессов в тонких электромагнитоупругих оболочках и сделана оценка влияния связанности полей на эти процессы. Сделана оценка влияния связанности полей на нестационарные динамические процессы в одномерных задачах термомеханодиффузии и осесимметричных задачах механодиффузии. Получены решения двумерных нестационарных динамических контактных задач с подвижными границами для сферических и цилиндрических упругих оболочек и деформируемого основания. Исследовано поведение звукоизоляционных и виброзащитных пластин, окруженных акустическими средами или грунтом. Сформулированы постановки задач о нестационарных упругодиффузионных колебаниях балок Эйлера-Бернулли и Тимошенко. Построены поверхностные функции влияния задачи о нестационарных упругодиффузионных колебаниях изотропной балки Эйлера-Бернулли. Решена симметричная динамическая контактная задача для вязкоупругой полуплоскости и абсолютно твердого ударника. Для сверхзвукового этапа взаимодействия рассмотрены два типа условий контакта: жесткое сцепление и свободное проскальзывание, два типа ядер релаксации: двухпараметрическое экспоненциальное и ядро Колтунова, и три типа поверхностей, ограничивающих ударник: параболический, эллиптический и гиперболический цилиндры. Для дозвукового этапа контактного взаимодействия в качестве условия контакта рассмотрено условие свободного проскальзывания. Теоретически обоснована модификация метода построения решений нестационарных динамических задач линейной вязкоупругости в случае ограниченности области распространения возмущений при постоянном коэффициенте Пуассона материала. Исследованы свойства спектрального множества в задачах о свободных колебаниях линейно-вязкоупругих тел в случае, когда коэффициент Пуассона материала не зависит от времени, а наследственное ядро является экспоненциальным двухпараметрическим. Выполнено широкое аналитическое исследование и проведена аттестация нелинейных определяющих соотношений вязкоупругопластичности Максвелла. Найдены индикаторы применимости (и непринимости) этой модели и разработаны методики их идентификации по данным испытаний материала. Проведена серия экспериментов по скольжению одного слоя арамидной ткани о другой в условиях трансверсальной сжимающей нагрузки при различных углах относительного поворота слоёв. Выполнена верификация численных расчетов динамического взаимодействия ударников с ткаными барьерами, состоящими из слоёв различных типов плетения; предложены более эффективные способы укладки слоёв защитных тканей по сравнению с полотняными. Развита теория эксперимента и экспериментально апробирована новая методика испытаний на динамический сдвиг в рамках модификации метода Кольского. В рамках договора о сотрудничестве НИИ механики МГУ с университетским центром на Свальбарде (UNIS, Норвегия) проведены исследования масштабного эффекта в тестах для макрообразцов (в полевых условиях) и микрообразцов (в лабораторных условиях) на о. Шпицберген (февраль-март 2018 года). Завершена разработка аналитического метода решения плоских задач и задач об осевом деформировании с позиций пространственной теории упругости с учетом специально вводимой компоненты перемещений в осевом направлении. Получены точные аналитические решения ряда задач этих классов. На основе ранее полученных динамических уравнений трёхслойных упругих пластин с идеальным контактом между слоями исследовано явление геометрической дисперсии волн. | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений и критериев прочности; динамика и прочность элементов конструкций с учётом воздействия полей различной природы |
Результаты этапа: Систематизированы и обобщены результаты о распространении связанных двумерных нестационарных волн в электромагнитоупругих телах. Получено решение ряда одномерных нестационарных задач электромагнитоупругости для пьезоэлектрических тел. Исследованы нестационарные осесимметричные процессы в заполненных моментной упругой средой полупространстве и пространстве со сферической полостью. Построены математические модели упругодиффузионных нестационарных колебаний для балок Бернулли-Эйлера. Получены решения ряда задач для случая шарнирного опирания балки. Выполнены постановки двумерных нестационарных контактных задач с подвижными границами с учетом трения и адгезии. Разработаны аналитические и численно-аналитические методы определения границ носителя сил адгезионного взаимодействия в нестационарных контактных задачах. Разработанные методы определения границ носителей адгезионных сил реализованы на ЭВМ. Проведен анализ полученных носителей адгезионных сил и определение параметров процесса, при которых возникает их многосвязность. Получена оценка влияния учета адгезионных сил на напряженно-деформированное состояние деформированного основания. Получено решение симметричной контактной задачи для вязкоупругой полуплоскости и абсолютно твердого ударника для дозвукового этапа взаимодействия. Для трех вариантов определяющих соотношений (линейных – вязкоупругости, нелинейных – Работнова и типа Максвелла) исследовано поведение кривых ползучести и коэффициента поперечной деформации в виртуальных экспериментах на одноосное растяжение. Проведены численно-экспериментальные исследования влияния геометрической формы L-образной носовой подпорки на ее жесткость (совместно с Первым МГМУ им. И.М. Сеченова). Экспериментально апробирован метод динамических испытаний по методу Кольского в условиях динамического сдвига. Проведена значительная модернизация системы высокоскоростной видеофиксации, а также отработана методика расшифровки неоднородных кинематических полей в испытуемых образцах при динамических испытаниях. Предложен и подтвержден в статических экспериментах метод расшифровки неоднородного напряженно-деформированного состояния в круговых цилиндрических образцах в испытаниях на совместное растяжение и кручение. Проведены разномасштабные эксперименты по испытанию балок из морского льда на изгиб (совместно с университетским центром на Свальбарде, Норвегия). Систематизированы и опубликованы результаты испытаний за шесть лет. | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений и критериев прочности; динамика и прочность элементов конструкций с учётом воздействия полей различной природы |
Результаты этапа: Проанализировано термонапряженное состояние электропроводного слоя при импульсном электромагнитном воздействии с учетом процесса термоупругого рассеяния энергии. Решены задачи о нестационарных продольных и поперечных колебаний электромагнитоупругих стержней. Решена задача о вращении недеформируемого шара в упругом моментном пространстве. Исследовано действие нестационарных антисимметричных кинематических возмущений на сферическую полость в среде Коссера. Решены одномерные задачи механодиффузии для многокомпонентных цилиндрических тел, в том числе и с учетом релаксации диффузионных потоков. Решены одномерные задачи электромагнитоупругости с учетом диффузии для пьезоэлектрического слоя. Решены задачи о нестационарных поперечных упругодиффузионных колебаниях свободно опертых и консольно-закрепленных стержней Бернулли-Эйлера. Решены задачи о нестационарных поперечных упругодиффузионных колебаниях свободно опертых стержней Тимошенко. Решены задачи о нестационарных поперечных упругодиффузионных колебаниях свободно опертых пластин Кирхгофа. Решены динамические задачи для композитных материалов. Рассмотрено осесимметричное нагружение трехслойной круглой пластины, связанной с упругим основанием. Решена нестационарная контактная задача о внедрении гладкого цилиндрического ударника в упругую полуплоскость с учетом трения и подвижности границ. Исследовано распространение нестационарных волн сдвига в упругой среде, ограниченной двумя концентрическими сферическими поверхностями. Продолжены аналитические исследования качественных свойств и области применимости физически нелинейного определяющего соотношения Ю.Н. Работнова для изотропных вязкоупругих материалов. Проведено экспериментально-вычислительное исследование статического и динамического поведения характерных авиационных материалов: титановых сплавов ВТ20, ВТ3-1, ВТ8-1 и стали 15Х16К5Н2МВФАБ-Ш. Проведены статические натурные и виртуальные испытания на растяжение и кручение сплошных круговых цилиндрических образцов из указанных материалов, определены диаграммы нагружения, связывающие между собой интенсивности истинных напряжений и пластических деформаций. Проведены натурные и виртуальные динамические испытания по методу Кольского и его модификациям в экспериментах на сжатие, растяжение и сдвиг в условиях высокоскоростного нагружения со скоростями деформаций порядка 1000 обратных секунд, определены динамические нагружения и предельные параметры испытуемых материалов в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния. Проведено экспериментальное и численное исследование влияния геометрической формы L-образной носовой перегородки на ее жесткость. Проведены эксперименты по колебаниям балок из морского льда для определения упругих характеристик. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".