Название:Динамика объемных нелинейных волн деформации в твердотельных волноводах с нановключениями
Грантодатель:Гранты РНФ
Область знаний:02 - Физика и науки о космосе
Научная дисциплина:02-402 - Нелинейные колебания и волны
Ключевые слова:нелинейные волны, деформация, уединенные волны, нановключения, голографическая интерферометрия, неразрушающий контроль, композитные материалы, слоистые структуры
Тип:исследовательский
Руководитель(и):Самсонов,АМ
Подразделения:
Код проекта:14-12-00342
Финансирование 2014 г.:
Проект направлен на разработку принципиально нового подхода к определению динамических упругих характеристик неоднородных нанокомпозитных материалов с целью их неразрушающего контроля. Подход основан на регистрации объемных нелинейных волн деформации, распространяющихся в неоднородных материалах. Наши исследования показали, что объемные нелинейные волны деформации очень слабо затухают по сравнению с линейными объемными волнами, и потому могут служить инструментом для изучения структуры и динамических характеристик неоднородных упругих материалов. Изучение динамики объемных нелинейных волн деформации в неоднородных твердотельных волноводах с нановключениями будет основано на решении следующих основных задач. Будут разработаны математические макромодели, описывающие распространение нелинейных волн в однородных волноводах, выполненных из материалов с нановключениями, и в неоднородных (слоистых) нелинейно упругих волноводах, материал слоев которых содержит включения, в том числе наноразмерные. На этих моделях будет основано построение теории динамической эволюции объемных нелинейных волн деформации в двух- и трехслойных волноводах, слои которых выполнены из различных материалов, в том числе нанокомпозитных, а также в тонкостенных неоднородных волноводах. Параллельно с теоретическими исследованиями будет проводиться верификация разработанных моделей путем прямых физических экспериментов по возбуждению и регистрации характеристик объёмных нелинейных волн деформации в таких волноводах. В результате будут получены оценки макроскопических модулей упругости материалов с нановключениями на основе разработанной теории и экспериментальных измерений параметров нелинейных упругих волн в слоистых волноводах различной конфигурации и даны рекомендации по упрочнению слоистых композитов. Полученные результаты найдут практическое применение при разработке принципиально новых методов определения динамических упругих характеристик неоднородных материалов, модулей упругости третьего порядка, а также дефектоскопии и неразрушающего контроля функциональных и конструкционных элементов, выполненных из этих материалов. Такие методы особо важны для приложений в таких критически значимых областях, как авиакосмическая техника, автомобилестроение, использование материалов при экстремальных условиях. Решение поставленных задач актуально для индустрии наносистем в области технологии диагностики наноматериалов и наноустройств, поскольку оно обеспечит новый универсальный метод диагностики и определения характеристик нелинейно упругих неоднородных материалов, в том числе нанокомпозитных.