Научные результаты:
- Проведена модельная идентификация для описания поведения материалов и конструкций при квазистатических и динамических режимах нагружения. Разработаны математические модели и численные методики для исследования нелинейного поведения конструкций и материалов в условиях термосиловых квазистатических воздействий. Разработаны модели, алгоритмов и программ исследования квазистатических и динамических процессов деформирования сплавов, материалов и элементов конструкций из разномодульных материалов. Разработаны математические модели, алгоритмы и программные средства на основе метода конечных элементов для численного моделирования коррозионного растрескивания под напряжением материалов конструкций при термомеханических нагружениях в условиях воздействия коррозионных водных средств.
- Сотрудниками лаборатории разработаны экспериментальные схемы для исследования деформирования и разрушения слоистых композиционных материалов в условиях динамического нагружения. С использованием закупленного ранее расчетного комплекса ANSYS проведено численное исследование процессов деформирования и разрушения образцов в указанных схемах. Выполнено численное обоснование применимости разработанных методик для оценки скоростных зависимостей характеристик деформирования и прочности. На базе приобретенного оборудования для высокоскоростной видеофиксации динамических процессов разработана методика оценки параметров деформирования образца в условиях низкого пространственного разрешения. Указанная методика использовалась для экспериментального анализа и валидации метода прямого удара для определения динамических кривых деформирования вязкопластических материалов.
- Разработаны схемы динамических испытаний композиционных материалов(углепластики с различными схемами армирования) на основе метода Кольского с целью получения динамических свойств композиционных материалов. Теоретически обоснованы методики динамических испытаний композитов с произвольными параметрами анизотропии и различными схемами армирования. Проведены динамические испытания образцов из перспективных металлов и сплавов, композитов. Проведены численные исследования влияния частотности нагружения на процессы упругопластического деформирования и накопления усталостных повреждений в конструкционных сталях.
Внедрение результатов исследования:
Разработанные и верифицированные сотрудниками лаборатории экспериментальные схемы по исследованию скоростной чувствительности характеристик прочности слоистых композиционных материалов на основе углеволокна и полимерного связующего использовались в ходе договорных работ с предприятиями ОДК (Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ) г. Москва, АО «ОДК-Авиадвигатель», г. Пермь, ПАО «ОДК-САТУРН», г. Рыбинск) для определения скоростных зависимостей характеристик прочности ряда композиционных материалов в рамках разработки отечественных авиационного двигателя нового поколения ПД-14. 15 декабря 2020 года состоялся первый полет самолета МС-21310 с отечественным двигателем ПД-14. В связи с этим событием в адрес Брагова Анатолия Михайловича – заведующего лаборатории динамических испытаний НИИМ ННГУ - было направлено письмо от Генерального конструктора АО «ОДК-Авиадвигатель», члена-корреспондента РАН, А.А. Иноземцева, в котором он поблагодарил коллектив НИИМ ННГУ за участие в Программе ПД-14, «за самоотверженный труд, профессионализм и преданность интересам российской авиационной промышленности».
Организационные и инфраструктурные преобразования:
-
В пользование лабораторией предоставлен вычислительный кластер на базе SuperMicro (вычислительная система предоставляет собой 20 вычислительных узлов, каждый из которых состоит из двух восьмиядерных процессоров с архитектурой x86-64 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2670 производительностью 2,6 ГГц и оперативной памятью архитектуры DDR3 общим объёмом 128 ГБ. Операционная система CentOS 6.5 (Final) с ядром 2.6.32-431. Полученная на тесте Linpack производительность составляет 5833 GFlops.
-
В пользовании сотрудников лаборатории находится оборудование ЦКП «Компьютерная и экспериментальная механика» располагающегося на территории НИИ механики ННГУ. Сотрудники лаборатории принимают непосредственное участие в работе НОЦ «Механика» и Исследовательской школы «Компьютерная и экспериментальная механика».
Образование и переподготовка кадров:
В 2019-2020 гг. 13 сотрудников лаборатории приняли участие в совместной с преподавателями МИФИ разработке Программы магистратуры «Суперкомпьютерные технологии в инженерно-физическом моделировании», набор студентов на образовательную программу объявлен на 2021 год (программа была разработана при поддержке Министерства науки и высшего образования на выполнение работ по разработке и реализации образовательной программы высшего образования с привлечением научно-педагогических работников из университетов, входящих в топ-200 предметных глобальных рейтингов).
В 2018 и 2019 году были модернизированы по 2 рабочие программы дисциплин.
Под руководством Игумнова Л.А. в 2020 году прошли повышение квалификации по программе «Инженерный анализ и суперкомпьютерное моделирование» 22 члена лаборатории, в 2019 по программе «Проблемы прочности, динамики и ресурсу» - 29 членов лаборатории, в 2018 по программе «Проблемы прочности, динамики и ресурсу» - 23 члена лаборатории.
В 2020 году члены лаборатории прошли повышение квалификации еще по 8 программа повышения квалификации в МИФИ, в 2019 году по 2 программам повышения квалификации в ННГУ.
За время существования лаборатории:
- в 2018 году - членами лаборатории защищены 2 докторские диссертации, 1 кандидатская диссертация, под руководством членов лаборатории защищены 1 магистерская диссертация, 1 работа специалиста, получен 1 диплом об окончании аспирантуры, принят в аспирантуру 1 человек.
- в 2019 году – членами лаборатории защищены 2 кандидатские диссертации, под руководством членов лаборатории защищены 4 магистерских диссертации, 5 бакалаврских работ, получены 3 диплома об окончании аспирантуры.
- в 2020 году – членами лаборатории защищены 2 кандидатские диссертации, 1 магистерская диссертация, принят в аспирантуру 1 человек.
- в 2022 году – членами лаборатории защищены 3 кандидатские диссертации, принят в аспирантуру 1 человек.
Члены лаборатории принимают активное участие в работе Исследовательской школы «Компьютерная и экспериментальная механика» ННГУ, в работе диссертационных советов Д 212.166.09, Д 212.166.07 при ННГУ, читают лекции и ведут практические занятия в институте информационных технологий, математики и механики ННГУ, осуществляют руководство научными работами студентов и аспирантов. Под руководством членов лаборатории успешно защищаются кандидатские диссертации.
Сотрудничество:
Сотрудники лаборатории проводят совместные исследования с сотрудниками Делфтского технического университета (Нидерланды), Международного университета телематики Uninettuno (Италия), Исследовательской лаборатории «Новые материалы и проекты для науки и техники» (Франция), Университета Страсбурга (Франция), Института динамики быстропротекающих процессов общества Фраунгофера (Германия), Штутгартского университета (Германия), Берлинского технического университета (Германия), Университета Кардифа (Великобритания), Лондонского Имперского колледжа (Великобритания), Гданьского политехнического университета (Польша), Университета прикладных наук Южной Швейцарии (Швейцария), Университета Тафтса (США), Варшавской военно-технической академии (Польша). Проводятся совместные научные семинары, готовятся совместные публикации.
На различных этапах к работам привлекались:
- Ведущие зарубежные ученые (иностранцы): Крушка Леопольд (индекс H=4);
- Ученые - молодые специалисты из других регионов России: Евстифеев Алексей Дмитриевич (Санкт-Петербург), Леви Галина Юрьевна (Ростов-на-Дону).
В рамках выполнения работ по гранту опубликованы 2 совместные монографии в издательстве Springer в серии Advanced Structured Materials: Dynamics, Strength of Materials and Durability in Multiscale Mechanics под редакцией Ведущего ученого Делль Изола Франческо (Рим, Италия) и Игумнова Л.А. (ISBN 978-3-030-53754-8); Multiscale Solid Mechanics: Strength, Durability, and Dynamics под редакцией Хольма Альтенбаха (Берлин, Германия), Еремеева В.А. (Гданьск, Польша) и Игумнова Л.А. (ISBN 978-3-030-54927-5).
Для успешной организации научной работы молодых сотрудников привлечены опытные ученые с мировым именем из Wojskowa Akademia Techniczna (Warsaw), Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Institute of Mechanics, Института проблем машиностроения РАН – филиала федерального исследовательского центра ИПФ РАН, Федерального научного центра Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, которые ставят молодым ученым, аспирантам и магистрантам задачи, следят за прогрессом их выполнения, помогают и указывают пути их решения.
