На основе исследований трибохимических процессов в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ) применяемом в качестве полимерных вкладышей тазобедренного сустава человека, разработан материал, обладающий высокой трибоокислительной стабильностью на основе СВМПЭ, импрегнированного комплексом серебра в среде сверхкритической двуокиси углерода. (ИНЭОС РАН, ИПЛИТ РАН).
Разработан метод повышения смазочной способности масел путем предварительного нанесения на поверхности трения монокристаллического углеродного покрытия-ориентанта, применение которого обеспечивает расширение температурного диапазона эффективного действия смазочных масел, снижение коэффициента трения и повышение противоизносных свойств сопряжений. (ИМАШ РАН, МГУ)
Разработана технология неразрушающего контроля узлов деталей из неметаллических композиционных материалов, в том числе изделий из сферопластиков, монолитных и интегральных сотовых конструкций с использованием малогабаритной рентгенотелевизионной установки. Технология позволяет обнаруживать дефекты, связанные с геометрическими нарушениями сот и их соединений, а также выявлять инородные включения и существенно сокращает время проведения контроля и экспресс-диагностики при производстве, ремонте и эксплуатации авиационной техники. (ВИАМ)
Создан непрерывный СО2 - лазер мощностью 8 кВт с дифракционным качеством пучка при использовании резонатора с пространственной фильтрацией излучения и оптимизацией параметров системы накачки и резонатора. Мощность повышена вдвое по сравнению с промышленными лазерами. ( ИТПМ СО РАН)
Механика
Теоретически и экспериментально показано, что неустойчивость метаемых взрывом пластин и оболочек может быть использована как новый механизм кумуляции их энергии и импульса. В ряде приложений этот вид кумуляции может быть более эффективным, чем классическая кумуляция в струях. (ИМех МГУ)
Разработана компьютерная радиационно-газодинамическая модель спускаемых космических аппаратов, предназначенных для посадки на поверхность Марса с последующим возращением на Землю. Разработана трехмерная модель переноса селективного теплового излучения во всей области возмущенного течения, от головной ударной волны до дальнего следа. Выполнены траекторные расчеты спуска в атмосфере Марса космических аппаратов (КА) разной формы (российский сегментально-конический КА, Pathfinder, космический аппарат европейского космического агенства – MSRO). Получены оценки интенсивности конвективного и радиационного нагрева спускаемых аппаратов и скорости уноса массы рассмотренных аблирующих ТЗП. (ИПМех РАН, ЦАГИ, ИМех МГУ)
Исследована динамика коллапсирующих пузырьков и пузырьковых кластеров. Уточнен расчет температур, давлений и плотностей внутри парового пузырька в момент его интенсивного сжатия в акустическом поле. Разработаны широкодиапазонные уравнения состояния дейтерированных ацетона и бензола с выделением области критической точки. (ИМ УНЦ РАН)
Установлено ассимптотическое соответствие моделей описания неизотермического движения жидкости в замкнутой полости: уравнения Навье-Стокса, уравнения конвекции слабосжимаемой жидкости, уравнения микроконвекции и уравнения Обербека-Буссинеска, каждая последующая получается из предыдущей предельным переходом по соответствующим малым. (ИГиЛ СО РАН)
Разработаны теории неупругого деформирования сред с учетом их структуры (в том числе изменяемой) и развития повреждаемости. Теории позволяют описать процессы локализации деформаций, структуро-образования и фазовых превращений. (ИПМАШ РАН, ИПМех РАН)
Разработан метод построения определяющих уравнений нелинейных вязкоупругих материалов и вязкоупругих жидкостей, работающих в условиях конечных деформаций. Установлена связь структурных составляющих удельной работы внутренних сил с механическими характеристиками наполненных полимерных материалов при их нагружении, разгрузке и накоплении повреждений. (ИМСС УрО РАН, ЦНИИМАШ)
Экспериментально и теоретически показано, что в механике структурно-неоднородных сред поверхностные слои и внутренние границы раздела следует рассматривать как самостоятельные мезомасштабные структурные уровни деформации. Они играют важную функциональную роль в формировании концентраторов напряжений различных масштабов, которые обеспечивают зарождение и распространение пластических сдвигов и разрушения в деформируемом твердом теле как многоуровневой системе. (ИФПМ СО РАН)
Методами механики деформируемого твердого тела и молекулярной динамики выполнено моделирование перспективной технологии изготовления нанотрубок сворачиванием напряженной двухслойной пленки при травлении буферного слоя, разработанной в Институте физики полупроводников СО. (ИПМАШ РАН, ИТПМ СО РАН)
Разработаны модели, описывающие трансформации зернограничных дислокаций в тройных стыках границ зерен при сверхпластической деформации нанокристаллических материалов. Исследовано влияние дефектных структур на процессы зернограничной диффузии в нанокристаллических материалах. (ИПМАШ РАН)
Предложена стохастическая модель микро- и макромеханики разрушения структурно-неоднородных металлических материалов, имеющих микродефекты и включения. Показана существенная вариация характеристик живучести и ресурса при варьировании геометрических параметров и неоднородности свойств структурных составляющих технических жаропрочных турбинных материалов. (ИМАШ РАН)
Осуществлено имитационное моделирование гидромеханического ударного выдавливания композитной заготовки из некомпактного металлического сырья; определена динамика падающей, отраженной и преломленной волн в заготовке; вычислена скорость ударника при заданном соотношении масс композитной заготовки инструмента. (ИМАШ УрО РАН)
Для разработки защиты космических аппаратов от воздействия метеорных и орбитальных техногенных частиц на базе оригинального пакета программ методом молекулярной динамики получено описание вязкого разрушения и фрагментации соударяющихся тел с учетом вторичных взаимодействий фрагментов и дезинтеграции системы ударник – преграда. Сформулированы предложения по использованию экранов сетчатой структуры вместо традиционных алюминиевых пластин в качестве защиты модулей Международной космической станции. (ИПРИМ РАН)
Предложена методика расчета несимметричных ледовых воздействий на ледостойкую глубоководную платформу с натяжными опорами. Выделен новый расчетный случай ледовых нагрузок, приводящих к повороту платформы. Определены характерные диапазоны изменения крутящего момента, вызванного взаимодействием платформы с ледовым полем.
Разработаны новые способы перемещения механических систем по плоскости. Рассматриваемые системы лишены колес или ног и состоят из нескольких тел, соединенных друг с другом цилиндрическими или призматическими шарнирами, в которых помещены актюаторы. Исследованы различные варианты движения многозвенных систем по плоскости при наличии трения, найдены оптимальные параметры и режимы перемещения. Получен патент на транспортное средство нового типа.
Одномерная модель трения Кулона обобщена на двумерный случай посредством интегрирования по круговой площадке контакта. Предложено в качестве двумерной модели трения брать первое приближение Паде-разложения точного интегрального представления для силы и момента трения. Показана ограниченность неголономных постановок задач при рассмотрении качения твердых тел по шероховатому основанию. (ИПМех РАН)
Разработан новый метод инструментального исследования слухового анализатора, основанный на измерении погрешности решения испытуемым задачи управления высотой тональных звуков, которая определяется пространственным положением груза, удерживаемого рукой испытуемого. Данные о средних значениях и флуктуациях частоты тональных звуков позволяют построить сенсорную шкалу их восприятия в диапазоне до 6 октав. (ИПФ РАН)
Исследованы структурные изменения в одиночных клетках скелетных мышц методом рентгеновской дифракции. Рост напряжения, развиваемого клеткой в ответ на скачок температуры, сопровождается ростом числа миозиновых головок, стереоспецифически связанных с актином. Связывание миозиновых головок с актином ведет к растяжению и кручению актиновой спирали. Построена математическая модель процесса. (ИМех МГУ, ИГЭГМ УрО РАН, Имперский колледж Лондонского университета)
Разработаны сетчатые композитные спицы крупногабаритной космической антенны для нового космического телескопа (ЦНИИ СМ, НПО ПМ им. М.Ф. Решетнёва)
Разработана технология изготовления из композитных материалов основных элементов подвижного состава монорельсовой транспортной системы на участке от станции метро «ВДНХ» до станции «Тимирязевская», а также всех основных конструктивных элементов автономного мобильного ветроэнергетического комплекса “Жаворонок” мощностью 30кВт. (ФГУП “МИТ”, ЦНИИ СМ)
Исследован новый класс задач оптимального управления для систем, подверженных неконтролируемым ограниченным возмущениям. Предполагается, что возмущения обусловлены погрешностью реализации управляющих воздействий, а их интенсивность возрастает с увеличением интенсивности управления. Получено точное решение минимаксной задачи оптимального управления. Найденное решение может применяться для аппроксимации других минимаксных задач и используется для тестирования вычислительных методов. (ИПМех РАН)
Завершен цикл поисковых исследований по созданию микромеханического гироскопа для систем управления движением. Показаны преимущества гироскопа ротационного типа, разработаны его математическая модель и конструкция. Испытания экспериментальных образцов дали хорошее совпадение параметров резонансных характеристик гироскопа и модели. Разработана и освоена технология изготовления микроэлектромеханической части прибора. Выполненные исследования открывают возможность разработки и производства микромеханических гироскопов различного назначения. (ГНЦ ЦНИИ «Электроприбор», ИПМех РАН)