Исследование механических свойств наноструктурных материалов в экстремальных условиях эксплуатации

Применение наноструктурных материалов в технике и медицине является предметом интенсивных научных и опытно-конструкторских работ в России и за рубежом. Для проектирования изделий из наноструктурных материалов требуется разработка новых методов расчета на прочность, которые бы учитывали особенности деформации и разрушения этих материалов и обеспечивали реалистичность и точность расчетов. Наиболее сложными являются расчеты прочности конструкций в экстремальных условиях (при динамических нагрузках, ударах, вибрациях и др.).

В данном проекте предлагается разработать компьютерную модель для систем автоматизированного проектирования, которая позволит проводить расчеты на прочность конструкций из наноструктурных материалов. Разработка модели механического поведения материалов с наноструктурой основана на результатах экспериментальных исследований их свойств.

В рамках проекта предполагается провести исследования физико-механических свойств ряда наноструктурных и поликристаллических материалов при динамических нагрузках, получить информацию об их свойствах, необходимую для проектирования конструкций, разработать физико-математическую модель для описания механического поведения наноструктурных материалов в экстремальных условиях. Для получения экспериментальных данных о свойствах наноструктурных сплавов планируется использовать оборудование и методики лабораторий машиностроительного факультета Хемницкого технологического университета (Германия), Томского государственного университета, а также лабораторий институтов Российской академии наук.

Результаты исследований будут востребованы как в России, так и в Германии, и могут применяться для анализа и прогноза последствий ударных воздействий на проектируемые изделия из наноструктурных материалов, для разработки модели, предназначенной для описания механического поведения наноструктурных металлов и сплавов, при выполнении нелинейного механического анализа элементов конструкций и оценки их ресурса с применением систем компьютерного проектирования AUTODYN/ANSYS. Полученные результаты позволят проводить конструирование элементов газовых турбин, авиационных двигателей, медицинского инструментария и имплантатов из наноструктурных титановых сплавов.

Организации-партнеры:

1. Хемницкий технический университет, факультет машиностроения
Technische Universitat Chemnitz, Facultat fur Maschinenbau
Kathedra der Werkstoffe des Maschinenbaus

2. Консалтинговая компания NORDMETALL (г. Хемниц)

3. Компания NORDMETALL
Nordemetall GmbH, Eibenberg
Einsiedler Str. 18h
09235 Burkhardsdorf

Томский государственный университет
Адрес: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Телефон: 8-3822- 420-680, 8-3822-529-829
E-mail: skrp@ftf.tsu.ru
Руководитель: Скрипняк Владимир Альбертович

Источник: Комитет по науке и инновационной политике
Администрации Томской области.