Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка макроскопической физики и основ физического материаловедения сложных функциональных материалов

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Роговой Анатолий Алексеевич

Этапы проекта

1
01.10.2009 - 15.12.2009
1.1. Построение и использование
вариационного принципа системы уравнений и определяющих соотношений
для упругого материала насыщенного
жидкостью.
1.2. Развитие моделей механического
поведения полимерных нанокомпозитов,
учитывающих процессы на
наноструктурном уровне материала.
1.3. Построение вариантов функциональных связей меры структурных изменений в материале с неупругой (пластической) работой и мощностью
1.4. Построение новых определяющих уравнений для аморфо-кристалических полимеров. Построение кинетических соотношений, описывающих процессы стеклования и кристаллизации.
1.5. Построение обобщенной
термодинамики мягкого магнитного
эластомера (свободная энергия,
расширенная система уравнений
статической магнитоупругости).
1.6. Построение в рамках континуального
подхода математической модели поведения
электровязкоупругой системы с
дискретными обратными связями по
электрической компоненте вектора
состояния.
1.7.Исследование размерных
закономерностей перехода к
субмикро( нано)кристаллическому
состоянию в титане в рамках впервые
установленного нового класса критических
явлений в твердых телах с
мезоскопическими (зернограничными)
дефектами.
1.8. Исследование равновесных режимов
деформирования и набухания полимерных
гелей в приближении малых деформаций.
1.9. Осуществление экспериментальных
исследований механических свойств
полимерных нанокомпозитов с целью
дальнейшего использования полученной
информации в структурно-механических
моделях.
1.10. Построение вариантов
функциональных зависимостей материальных констант от меры
структурных изменений.
1.11. Реализация численных экспериментов,
описывающих различные истории
нагружения, стеклования, кристаллизации и
температуры.
1.12. Оценка «перекрестных» вкладов в
энергию, определяющих гигантскую
магнитострикцию мягкого магнитного
эластомера. Выяснение их связи с
пространственными и магнитными
Корреляциями высокого порядка между частицами, распределенными в упругой матрице.
1.13. Разработка схемы метода конечных элементов для учета активных отрицательных обратных связей.
1.14. Проведение скейлингого анализа морфологии поверхностей разрушения с
использованием 3D New View
профилометрии и атомно-силовой микроскопии для образцов субмикро(нано)кристаллическго титана, подвергнутых квазистатическому и циклическому нагружению.
Развернуть
2
01.01.2010 - 25.06.2010
2.1 Постановка класса задач, описывающих состояние механического равновесия насыщенного жидкостью нелинейно-упругого материала в условиях статического нагружения.
2.2. Разработка уточняющих вариантов расчета сил взаимодействия зонда АСМ с образцом для исследования свойств полимерных нанокомпозитов на наноуровне материала с помощью атомно-силовой микроскопии.
2.3. Расширение модели на материалах с памятью формы.
2.4. Разработка и реализация экспериментов, позволяющих осуществлять регистрацию превращения аморфной фазы в кристаллическую.
2.5. Формулировка динамического варианта магнитомеханики мягких магнитных эластомеров. Построение неравновесной
термодинамики материала в линейном
приближении.
2.6. Разработка алгоритма решения
нестационарной задачи на собственные
значения для электровязкоупругих систем.
2.7. Экспериментальное и теоретическое
изучение морфологии поверхностей
разрушения керамик (на основе диоксида
циркония) по данным ЗD New View профилометрии и атомно-силовой
микроскопии поверхностей разрушения с
целью установления корреляций с типами
коллективных мод мезодефектов и
механизмами многомасштабной
локализации разрушения
2.8. Описание напряженно-деформированного состояния неоднородно
набухшего материала в приближении малых
деформаций.
2.9. Исследование структуры полимерных
нанокомпозитов на основе эластомерного
связующего и зернистого нанонаполнителя.
2.10. Исследование частного случая
расширенной на материалах с памятью
формы модели.
2.11. Разработка и реализация экспериментов, позволяющих осуществлять
регистрацию изменения морфологии
аморфной фазы в процессе вынужденной
высокоэластичности
2.12. Применение новой модели мягкого
магнитного эластомера к описанию реакции
образцов на однородное магнитном поле.
Сопоставление с экспериментом.
2.13. Расчет колебаний кусочно-однородных
неконсервативных электровязкоупругих
систем и оценка их диссипативных свойств
на основе решения задачи на собственные
значения.
2.14. Исследование статистики
фрагментации динамически нагруженных
образцов из диоксида циркония.
Развернуть
3
01.07.2010 - 15.12.2010
3.1. Исследование напряжен-деформированного состояния эластомеров и
полимерных гелей, порождаемого
неоднородным распределением
растворителя при конечных деформациях
полимерной матрицы.
3.2. Построение модели работы атомно-силового микроскопа с учетом особенностей
проявления сил взаимодействия на
наноуровне системы, с учетом режима
работы кантилевера и динамических эффектов движения кантилевера.
  3.3. Аттестация построенной модели на
задачах допускающих аналитическое
решение.
3.4. Разработка и реализация экспериментов
позволяющих осуществлять регистрацию
неоднородностей физико-механических
свойств на масштабах структурных
образований.
3.5. Построение мезоскопической
(структурной) модели мягкого магнитного
эластомера. Оценка кинетических
коэффициентов (вязкость, времена
релаксации напряжений), выяснение их
зависимости от приложенного магнитного
поля.
3.6. Выбор передаточной функции в цепи
отрицательной обратной связи для
обеспечения условий стабильности формы
системы.
3.7. Анализ закономерностей структурного
скейлинга индуцированного размерами
зерен, влиянием на механизмы структурной
релаксации, пластичность и локализацию
разрушения в экспериментах на
квазистатическое и усталостное нагружение
титана в обычном и объемном
нанокристаллическом состояния с
использованием методов инфракрасной
термографии, акустической эмиссии ( «in situ»; 3D New View профилометрии,
атомно-силовой микроскопии.
3.8. Изучение напряженно-деформированного
состояния неоднородно
набухшцх сетчатых покимеров в
приближении малых деформаций.
3.9. Исследование структуры различных
полимерных нанокомпозитов с помощью
атомно-силовой микроскопии и анализ
зависимостей от нее особенностей
макроскопического поведения материала.
3.10. Аттестация построенной модели на
частной задаче, допускающей аналитическое
решение
3. 11 Идентификация параметров кинетических уравнений, описывающих
стеклование и кристаллизацию с
использованием полученных
экспериментальных результатов.
3.12. Разработка основ инжинирингового
подхода к разработке мягких магнитных
эластомеров. Определение критериев для
предсказания величины и анизотропии
стрикционных коэффициентов, а также
макроскопических силовых эффектов,
индуцированных приложением внешнего
поля.
3.13. Разработка варианта метода главных
координат и на его основе расчет динамических характеристик системы и выбор оптимальных вариантов конструкций с точки зрения динамических свойств.
3.14. Анализ роли размерных эффектов в наноструктурных керамиках и объемных нанокристаллических материалах в формировании волновых фронтов и разрушения при интенсивных нагрузках.
  3.15. Подготовка научно-методических материалов по теме «Связанные задачи электровязкоупругости»
Развернуть
4
01.01.2011 - 30.06.2011
4.1. Построение математических моделей неравновесных процессов набухания и
диффузии растворителей в сетчатых
полимерах при больших деформациях.
4.2. Создание модели для компьютерного исследования процесса формирования нанослоя ориентированного полимера около частиц наполнителя в полимерном нанокомпозите в условиях деформирования материала.
4.3. Разработка алгоритма решения краевых задач для предложенных определяющих соотношений.
4.4. Реализация макроскопических
термомеханических экспериментов,
позволяющих выявить эффект памяти формы и вынужденную высокоэластичность.
4.5. Решение на основе созданного подхода задач о поведении элементов из ММЭ (шар, цилиндр, пластина) при осциллирующих нагрузках и/или в переменном магнитном
поле низкой частоты применительно к
задачам адаптивной виброзащиты и
демпфирования
4.6. Разработка программы
экспериментальных исследований
электровязкоупругих систем с активными
отрицательными обратными связями.
4.7. Проведение корреляционного анализа
флуктуаций массовой скорости по данным
доплеровской интерферометрии при
динамическом и ударно-волновом
нагружении наноструктурных керамических
образцов (нагружение по методам «прямого
удара» модифицированного теста Тейлора,
»плоского удара», исследование статистики
фрагментации на «сохраненных образцах»
при нагружении по схеме «прямого удара».
4.8. Построение математических моделей
неравновесных процессов набухания и
диффузии растворителей в сетчатых
полимерах в приближении малых
деформаций.
4.9. Разработка программы для расчета
процесса формирования нанослоя около
наночастиц наполнителя
4.10. Разработка программы решения
краевых задач для предложенных определяющих соотношений.
4.11. Идентификацмя параметров модели на
основе полученных экспериментальных
результатов.
4.12. Разработка численных методов и
расчетных схем для решения задач
динамического поведения ММЭ при
комплексном воздействии: механическая
нагрузка и магнитное поле являются
функциями времени.
4.13. Создание приспособлений и
измерительных устройств, обеспечивающих
разработанную программу эксперимента.
4.14. Оценка стадийности и «диссипативной
емкости» наноструктурных керамик и их
композиций на основе вычисления
пространственно-временных инвариантов.
4.15. Разработка программы внедрения
результатов НИР в образовательный
процесс. Подготовка научно-методических
материалов по темам «Физика
конденсированного состояния вещества» и
«Механика мягких магнитных эластомеров».
Развернуть
5
01.07.2011 - 10.09.2011
5.1. Исследование деформационного
пповедения сетчатых полимеров в условиях
протекания неравновесных процессов
поглощения и диффузии растворителей при
конечных деформациях.
5.2. Компьютерный анализ процесса
формирования слоев в ненагруженном
материале около поверхности наполнителя.
5.3. Аттестация разработанной программы
решения краевых задач для предложенных
определяющих соотношений на ряде задач.
5.4. Реализация макроскопических
термомеханических экспериментов,
позволяющих выявить деформационную
анизотропию и объемные усадочные явления.
  5.5. Построение инженерного подхода к
разработке мягких магнитных эластомеров.
Определение критериев, позволяющих
предсказывать величину и анизотропию
магнитострикции и определять
макроскопические силовые эффекты,
индуцированные приложением внешнего
поля.
5.6. Выполнение экспериментальных работ,
анализ полученных данных, корректировка
разработанной математической модели.
5.7. Анализ закономерностей
распространения трещин в наноструктурных
керамических материалах в условиях много-и
гигациклового нагружения с регистрацией «in-situ» локализации разрушения в
окрестности вершины трещины и
последующим анализом морфологии
поверхности разрушения.
5.8. Изучение неравновесных процессов
набухания и диффузии растворителей в
сетчатых полимерах в рамках линейной
теории.
5.9. Компьютерный анализ процесса
формирования ориентированных областей
полимера в зазорах между частицами
наполнителя при деформировании
полимерного нанокомпозита.
5.10. Решение типичной краевой задачи для
предложенных опредсляющих соотношений.
5.11. Идентификация параметров модели на
основе полученных экспериментальных
результатов.
  5.12. Конструирование принципиальных
схем адаптивного демпфирования и
управления движителями на основе ММЭ.
5.13 Определение перспективныих путей и
направлений использования
пьезокомпозитов в конструкциях,
подвергающихся интенсивному
динамическому воздействию в условиях
ограничений на массу системы.
5.14. Исследование усталостного (много- и
гигациклового) разрушения титана в
объемном наноструктурном состоянии,
верификация законов скейлинга при
распространении трещин на основе анализа
морфологии поверхностей разрушения.
5.15. Подготовка учебно-методических материалов по теме «Теория
механодиффузионных процессов».
5.16. Подготовка монографии «Механика сплошных сред».
5.17. Проведение патентных исследований (в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96) для возможной правовой защиты некоторых полученных результатов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
3,6 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области физики конденсированных сред, физического материаловедения»
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
65
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области физики конденсированных сред, физического материаловедения
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
74
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области физики конденсированных сред, физического материаловедения
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
72
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук по следующим областям: - физика конденсированных сред; физическое материаловедение; - оптика; лазерная физика и лазерные технологии
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
88
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук по следующим областям: - физика конденсированных сред; физическое материаловедение; - оптика; лазерная физика и лазерные технологии
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
68