Структурный подход к многомасштабному моделированию эволюционных процессов в материалах с внутренней микроструктурой

Приведены основные положения и приложение структурного подхода к построению многоуровневых моделей накопления повреждений и разрушения материалов различной природы с иерархической структурой дефектности. Авторы, приняв в качестве основы подход микро и макроскопического физического моделирования, расширяют его на сложные многоуровневые (многомасштабные) системы с внутренней микроструктурой, имеющей, как правило, иерархическую организацию и эволюционирующей под действием внешних факторов. Со временем это приводит к процессу накопления в материале повреждений и последующему разрушению. Дан анализ имеющихся многоуровневых подходов и показана возможность создания полномасштабных моделей на основе теоретического анализа и данных эксперимента. Авторы на основе работ отечественных и зарубежных авторов приходят к необходимости постановки эксперимента на субмикроскопическом уровне, позволяющего количественно оценить процесс накопления повреждений и выявить закономерности разрушения материалов. Новизной подхода является применение структурных моделей и логистической функции для оценки эволюции поврежденности на нескольких структурных уровнях, а также прямые экспериментальные наблюдения in situ процессов повреждения на наноуровне. В исследовании также даны перспективы применения немарковского подхода и байесовской интерпретации вероятности для оценки безопасности и прогнозирования ресурса техники, эксплуатируемой в условиях Севера.

1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. – М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.

2. Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения твердых тел. – Новосибирск: Наука, 1990. – 255 с.

3. Лепов В.В., Лепова К.Я., Алымов В.Т., Ларионов В.П. Стохастическое моделирование разрушения гетерогенной повреждаемой среды // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т.5, № 2. – С. 23–41.

4. Доронин С.В., Лепихин А.М., Москвичев В.В., Шокин Ю.И. Моделирование прочности и разрушения несущих конструкций технических систем. — Новосибирск: Наука, 2005. — 250 с.

5. Valeriy Lepov. Structural evolution model of damage accumulation processes in modern metallic and polymer nanomaterials // World Journal of Engineering. – 2013. – Vol. 10(3). – P. 205–212.

6. Куксенко В.С. Диагностика и прогнозирование разрушения крупномасштабных объектов // Физика твердого тела. – 2005. – Т. 47, № 5. – С. 788–792.

7. Lepov V.V. et al. Modeling of the Damage Accumulation and Fracture: Structural-statistical Aspects // Key Engineering Materials. – 2007. – Vol. 345–346. – P. 809– 812.

8. Lepov V.V., Loginov A.B. Non-Markovian evolution approach to structural modeling of material fracture // World Journal of Engineering. – 2012. – Vol. 9(3). –

9. P. 207–212.

10. Лепов В.В., Ларионов В.П., Алымов В.Т. Новые подходы к оценке предельного состояния конструкций // Наука и образование. – 2001. – №3. – С. 36–42.

11. Лепов В.В., Иванова А.А., Ачикасова В.С., Лепова К.Я. Структурно-статистический подход к иерархическому моделированию эволюции поврежденности // Международная конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании»: тезисы докладов. – Павлодар, Казахстан, 20–22 сентября 2006 г. Электронный ресурс http:// www.sbras.ru/ws/show_abstract.dhtml?ru+148+10056.

12. Ачикасова В.С., Лепов В.В. Низкотемпературный вязкохрупкий переход и внутреннее трение // Наука и образование. – 2015. – № 1. – С. 75–77.

13. Григорьев А.В., Лепов В.В., Тагров В.Н. Оценка ресурса элементов железнодорожной техники, эксплуатирующейся в условиях низких климатических температур // Наука и образование. – 2014. – № 1. – С. 35–39.

14. Архангельская Е.А., Лепов В.В., Ларионов В.П. Связная модель замедленного разрушения повреждаемой среды // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т. 4, № 4. – С. 81–87.

15. Лепов В.В. Искусство принятия решений: краткая история и современное состояние // Наука и образование. – 1996. – № 2. – С. 93–97.