Федеральное Агентство
Научных Организаций

Российская Академия Наук

Отделение энергетики, машиностроения
механики и процессов управления

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт машиноведения
им. А.А. Благонравова
Российской академии наук

  • русский
  • english
imash.ru » Научные отделы ИМАШ » Конструкционное материаловедение » Основные научные результаты и достижения

Основные научные результаты и достижения

  • Сформулирована математическая модель корреляции между макро- и микроструктурами нанокомпозитов на основе наследственных представлений, приводящих к построению определяющего соотношения в виде интегрального уравнения Вольтерра 2-го рода. Разработана методика получения оптимальных параметров ядра наследственности определяющего уравнения.
  • Исследованы упругие свойства нового наноструктурированного материала – монокристаллов диоксида циркония и даны рекомендации по улучшению технологии изготовления.
  • Построена математическая модель пропитки армирующего наполнителя при вакуумной инфузии. Сформулирована постановка задачи об определении напряженно-деформированного состояния (НДС) в изделии в процессе вакуумной инфузии.
  • Произведен анализ методики проектирования сборочных технологических процессов.
  • Разработана методика представления сборочной единицы в модульном исполнении.
  • Разработана методика построения сборочного технологического процесса методом компоновки из модулей процессов соединения деталей.
  • Получена зависимость электропластического эффекта от размера зерен. С уменьшением размера зерен электропластический эффект понижается и даже исчезает в наноструктурном состоянии.
  • Созданы и исследованы фотонные кристаллы золота и серебра, а также других веществ на основе искусственных наноструктурированных опалов с целью разработки новых видов датчиков, суперсеноров и проебразователей светового излучения в квазимонохроматический свет и акустическую эмиссию.
  • Разработана методика оценки режима работы фрикционной пары дискового тормоза в высокоскоростном железнодорожном подвижном составе на стадии проектирования и конструирования. Разработана методика модельных испытаний на фрикционную теплостойкость и теплоимпульсное трение фрикционных пар дискового тормоза для выбора оптимальных материалов для диска и колодок (накладок).
  • Разработаны методы идентификации механических свойств и построения определяющих соотношений слоистых полимерных композитов. Разработаны критерии длительного разрушения композитов и элементов из них.
  • Проведено исследование влияния естественного старения на характеристики сопротивления усталости конструкционной стали.
  • На основе экспериментально установленных характеристик структуры и механических свойств конструкционных материалов обоснована фундаментальность мезоскопического уровня в обеспечении надежной и безопасной эксплуатации узлов трения. Разработаны модели самоорганизации структуры в поверхностных слоях при контактном взаимодействии конструкционных материалов, обеспечивающей их высокую износостойкость.
  • На основе анализа характеристик деформирования конструкционных сталей установлено, что характер деформирования материала (упрочнение, разупрочнение и циклическая стабилизация) может быть определен (предсказан) по кривым статического нагружения (деформирования) материала по соотношению величин равномерной деформации (по достижению нагрузки до предела прочности) к общей  деформации однократного разрушения, определяющей несущую способность материала.
  • На стадии развития трещины характер деформирования материала в ее вершине также повторяет поведение материала при статическом нагружении, которое зависит от его структурного состояния.
  • На основе данных структурных исследований уровня дефектности и структурных напряжений в конструкционных материалах и покрытиях, полученных в неравновесных условиях разработана микроструктурная модель, объясняющая природу процессов поверхностного разрушения (изнашивания) при контактном взаимодействии в покрытиях. Исследована возможность её использования для описания разрушения, как объемных материалов, так  и покрытий (в том числе, наноструктурированных).
  • Разработаны принципы расчёта контактной нагрузки в высокоресурсных герметичных заклёпочных соединениях на всех этапах жизненного цикла конструкций авиационной техники. Получены аналитические решения задач о формировании напряжённого заклёпочного соединения на основе модели плоского деформированного состояния и решения задач о нагружении панели с установленной заклёпкой на растяжение, сжатие или сдвиг при введении специальной функции напряжений. Решения обобщаются на случай разбиения отверстия при циклическом нагружении. Как результат, определены критерии начала разгерметизации напряжённых заклёпочных соединений, вычислены опасные уровни внешних нагрузок.
  • Получен комплекс аналитических решений конструкционно-контактных задач с учётом деформативности шероховатого контакта для фланцевых соединений на базе теории колец Бицено-Граммеля с учётом конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Предложены две методики расчёта коэффициента проницаемости для металл-металлического контакта, а также неметаллического уплотнения с твёрдой сопрягаемой поверхностью при вероятностном описании распределения материала по высоте микронеровностей;
  •  Разработан единый критерий циклического разрушения на стадиях образования и развития трещин;
  •  Создан метод оценки долговечности при циклическом двухчастотном нагружении;
  •  Предложен метод рентгенодифрактометрического анализа характеристик структуры кристаллических, аморфных и наноструктурированных пленок, покрытий, модифицированных поверхностных слоев и нанокомпозитов на основе восстановления истинной величины интенсивности рассеяния исследуемым материалом;
  •  Разработано испытательное оборудование и измерительные средства для проведения программных нестационарных нагружений при высокотемпературном нагреве в условиях комнатных температур и вакуума;
  •  Разработана концепция рассредоточенного трещинообразования при циклическом нагружении конструкционных материалов.

 Реализация научных достижений при создании сложных технических систем:

- железнодорожный транспорт
- реакторов, термоядерных и ядерных установок различных типов,
- летательных аппаратов гражданского и военного назначения,
- магистральных и промысловых нефтегазопроводов и т.д.