Учёные из Института проблем машиноведения РАН создали новую математическую модель, способную повысить точность расчёта прочности перспективных «умных» материалов — от сплавов с памятью формы до адаптивных композитов. Модель предсказывает, как фазовые превращения влияют на распространение трещин, и оценивает надёжность конструкций.
Исследователям удалось не только описать последовательность событий, но и выявить их взаимосвязанность: трещина вызывает фазовый переход, а область новой фазы вокруг трещины меняет скорость её роста.
Наш подход позволяет уйти от изолированного рассмотрения фазовых переходов, деформации и разрушения. Мы описываем их как единую эволюционирующую совокупность явлений, в которой изменение структуры материала в окрестности вершины трещины напрямую диктует механические условия для её дальнейшего роста или блокирования. Это ключ к переходу от эмпирического подбора материалов к их целенаправленному проектированию с необходимым запасом прочности и функциональности, — рассказала младший научный сотрудник ИПМаш РАН Полина Кабанова.
Новая модель может использоваться при разработке цифровых двойников ответственных конструкций и стать инструментом для прогнозирования и управления долговечностью изделий в аэрокосмической отрасли, медицине и энергетике.
Фото: © @rasofficial
Источник: Российская академия наук
