Разработка современных математических методов и обобщенных моделей прогнозирования определяющих характеристик композитов при воздействии экстремальных факторов в рамках вариационных постановок

В последние десятилетия полимерные композиционные материалы (ПКМ) становятся неотъемлемой частью современной техники в таких областях, определяющих научно-технический прогресс, как авиа- и космическая техника, судостроение, нефтяная и газовая промышленность и др. В последние годы значительную актуальность приобретают вопросы повышения эффективности эксплуатации конструкций из композитов при воздействии экстремальных факторов, характерных для климатических условий Арктической и Субарктической зоны. На современном уровне развития научно-технического прогресса, тенденций развития современной науки о материалах возникает необходимость использования и развития новейших методов и технологий для высокоточного прогнозирования свойств материалов. Решение данной проблемы представляет большую важность для решения вопросов создания новых перспективных композиционных материалов с повышенной долговечностью, функционирующих в экстремальных условиях. На основе новых вариационных методов были проведены исследования по расширению возможностей высокоточного прогнозирования срока службы новых полимерных композиционных материалов в экстремальных условиях. В основу разработки обобщенных моделей долговечности композитов в экстремальных условиях положены основные положения современной молекулярно-кинетической теории (МКТ), учитывающей возможности химических превращений в композитах как на межмолекулярном, так и на внутримолекулярном уровне. На основе современных положений МКТ исследован вопрос о согласовании определяющих параметров математических моделей, учитывающих результаты экспериментальных измерений на макроуровне, с соответствующими определяющими параметрами физических моделей, описывающих молекулярные взаимодействия на микроуровне. В рамках современных вариационных методов разработаны математические методы и обобщенные модели долговечности, учитывающие влияние нескольких экстремальных факторов на материал. Проведенные вычислительные эксперименты показали высокую эффективность разработанных математических методов и обобщенных моделей долговечности для решения задач высокоточного прогнозирования определяющих характеристик композитов при воздействии экстремальных факторов внешней среды.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (рег. No 122011100162-9) с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования ФИЦ ЯНЦ СО РАН и в рамках государственного задания ИПРИМ РАН (номер гос. регистрации темы 1023032300192-8-2.3.2