Звіт про науково-дослідну роботу: ”Розвиток різнорівневих концепцій поведінки мікронеоднорідних матеріалів, отриманих переробкою дисперсних систем для вдосконалення легких міцних елементів конструкцій, захисту елементів техніки від дії динамічного навантаження та створення матеріалів для біомедичного призначення”

Abstract

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ – пористі матеріали, матеріали порошкового походження. пошкоджені матеріали, технології спікання та пресування. МЕТА РОБОТИ – вдосконалення наукових уявлень про зв’язок макроскопічних фізико – механічних властивостей легких та міцних пористих матеріалів на основі металів, а також біосумісної кераміки з їх мезоструктурними особливостями та розробка теоретичних засад нових технологій їх отримання, націлених на створення елементів конструкцій захисту від дії динамічного навантаження та виробів біомедичного призначення. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ – континуальні теорії пресування та спікання, дослідження проекту присвячені формулюванню різнорівневих підходів моделювання деформаційної поведінки високопористих матеріалів порошкового походження та аналізу їх поведінки в різноманітних застосуваннях. Перший розділ звіту присвячено розробці динамічних та квазістатичних моделей високопористих матеріалів з врахуванням внеску недосконалих контактів між частинками та мезоскопічних тріщин в матеріалі. Доведено, що особливості динамічної поведінки таких матеріалів в широкому діапазоні навантажень від балістичного удару до ультразвукових вібрацій можуть бути пояснені на основі уявлень про несиметричну відносно стиску-розтягу незворотню поведінку пористих матеріалів. Мікромеханічним моделюванням побудовано поверхні пластичності та сформульовано критерії зародження ударних хвиль, проаналізовано вплив локалізації деформації на ефективні властивості пористих матеріалів. Другий розділ присвячено дослідженню стійкості спікання матеріалів із значною пористістю. Запропонована модель процесу та сформульовано критерії «зонального уособлення» спікання на прикладі спікання багатошарових композитів. В третьому розділі досліджено вплив ударного навантаження на легкі захисні конструкції, що містять пористі елементи. Проаналізовано вплив структури та складових багатошарових пористих захисних конструкцій на їх реакцію під час балістичного удару. Звіт містить Додаток, де викладені результати теоретичного дослідження ауксетиків. Дослідження базується на узагальненому виразі коефіцієнту Пуасона високопористого тіла, каркас якого має шарнірно–стрижневу структуру. Разом із пористістю запропонована модель містить новий матеріальний параметр. Він пов‘язаний із міцністю каркасу і свідчить про додаткову локалізацію дисипації енергії, що збільшує здатність опору динамічним навантаженням. КЛЮЧОВІ СЛОВА: ВИСОКОПОРИСТІ МАТЕРІАЛИ, СТРУКТУРА, МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, БІОКЕРАМІКА, СПІКАННЯ, УДАРОСТІЙКІ КОМПОЗИТИ.