Представлены результаты исследований, выполненных авторским коллективом в течение последних 10-12 лет. На стыке физики прочности и материаловедения, механики, физики и химии полимеров, вычислительной механики в эти годы развивается направление, получившее ряд названий, -микромеханика, физическая мезомеханика, механика структурно неоднородных сред и т. д. Это направление представлено применительно к армированным полимерным системам в основном дисперсными наполнителями. Обсуждаются постановка и реализация прямых и обратных задач компьютерного конструирования полимерных композиций, приведены многочисленные примеры решения этих типов задач для научных работников и аспирантов, занимающихся проблемами разработки новых и улучшения качества существующих полимерных композиций, а также студентов в качестве учебного пособия по курсам "Прикладная механика", "Механика", "Наноматериалы и нанотехнологии", "Материаловедение", "Оценка надежности изделий", "Композитные материалы".

Проведено исследование деформационного поведения крупнозернистого и субмикрокристаллического технически чистого титана. Основной особенностью поведения СМК-материала является наличие на диаграммах нагружения продолжительного участка предразрушения, где деформирование происходит практически без упрочнения. На этой стадии наблюдаются очаги локализованного пластического течения с различным уровнем накопления деформации. Очаг с максимальной амплитудой деформации неподвижен и отмечает место будущего разрушения. Остальные домены локализованной деформации движутся с тем большей скоростью, чем дальше они отстоят от места разрушения. Установлено, что в СМК-титане локальная и глобальная потеря устойчивости пластического течения еще до начала формирования макроскопической шейки, т. е. локальная потеря устойчивости происходит сравнительно рано, хотя на глобальном уровне материал продолжает деформироваться квазиоднородно. Полученные результаты могут быть использованы для корректировки режимов обработки давлением наноструктурных и субмикрокристаллических материалов.

Изложены вопросы строения, структуры, а также механических свойств традиционных конструкционных материалов. Рассмотрено влияние различных факторов на свойства материалов. Перечислены возможные способы испытания образцов материалов и даны ссылки на соответствующие стандарты. Значительное внимание уделено вопросам изучения и определения свойств новых перспективных нанокристаллических материалов и конструкций из них. Рассмотрены вопросы описания состояния материалов с точки зрения традиционных подходов, а также линейной механики разрушения, мезомеханики и молекулярной динамики Для студентов высших учебных заведений.

В монографии изложены физико-химические основы высокотемпературного взаимодействия металлических расплавов с беспористыми спеченными композиционными материалами, состоящими из тугоплавких частиц и металлической связки, описано новое явление - поглощение металлических расплавов этими материалами. Рассмотрены особенности нового вида массопереноса жидкости - миграции металлических расплавов в объеме спеченных тел. изучена термодинамика и кинетика этого процессов. Рассмотрены принципиальные различия массопереноса металлических расплавов миграцией, диффузией и пропиткой. Выведены критерии, которые позволяют определить устойчивость изолированных пор и металлических прослоек жидкости в спеченных композиционных материалах, описаны новые технологии получения спеченных изделий с градиентной структурой, изложены основные положения локального легирования спеченных изделий различными элементами. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами получения композиционных материалов. а также преподавателей вузов, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Измерена фрактальная размерность поверхности пористой керамики. Полученная зависимость от объема порового пространства имеет два излома, отражающие изменение характера пористости от изолированных пор до сообщающихся поровых кластеров. что позволяет получить корреляцию с известными особенностями в поведении пористых тел.

В книге обобщаются ключевые наработки в области нанотехнологий и рассматривается их влияние на обработку металлов, полимеров, композитных и керамических материалов. Обсуждаются практические вопросы, связанные с промышленным производством и использованием наноматериалов, методы наноинженерии в создании сплавов на основе стали, алюминия и титана, рассматриваются нанотехнологий, позволяющие использовать гидриды металлов для хранения водорода как источника энергии, а также методики синтеза нанополимеров для аккумуляторных батарей. Эта книга — идеальное введение в нанотехнологий, она представляет широкий обзор их применения при создании новых промышленных материалов. Книга будет полезна для инженерных и научных работников, которые в своей практической деятельности связаны с проблемами создания и применения наноматериалов и нанотехнологий. Благодаря этой книге отечественные специалисты смогут найти решения многих междисциплинарных проблем в области применения наноматериалов и нанотехнологий.

Методом подвижных клеточных автоматов проведено численное моделирование деформации и разрушения пористых керамических материалов с различными типами регулярной, а также стохастической структуры порового пространства при одноосном нагружении. Проанализировано влияние структуры пор на динамику зарождения и развития повреждений. Отмечена корреляция между эффективной жесткостью пористых образцов и скоростью накопления повреждений в них. Полученные результаты позволяют говорить о возможности квазивязкого разрушения хрупких материалов, обусловленного исключительно структурой порового пространства.

В пособии рассмотрены основные методы получения нанообъектов, наночастиц, наноструктур: наносборка, ионная бомбардировка, ударные волны, вакуумное испарение, катодное распыление, низкотемпературна плазма, плазмохимический синтез, диспергирование, механохимический синтез, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, взрывной синтез, электрический взрыв проводников, электроэрозионный метод, осаждение из жидкой фазы и осаждение из расплавов, кристаллизация и микроликвация и т. д. Представлены основные свойства нанообъектов: магнитные, термические, каталитические, механические. Дано краткое описание наиболее распространенных методов исследования наночастиц и наноструктурных объектов. Для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности "Нанотехнологии" и смежным специальностям, а также для инженеров и научных сотрудников.

Представлена математическая модель для описания напряженно-деформированного состояния конструкций, изготовленных из ортотропных материалов. На ее основе численно моделируется динамическое нагружение конструкций, по траекториям малой кривизны (по классификации А. А. Ильюшина теории упругопластических процессов). Пластическое деформирвание материала описывется в рамках теории течения. Данная модель описывает упругопластическое деформирование ортотропных материалов, имеющих при разрушении остаточные деформации, не более 6%. К таким материалам относятся: бетоны, углеродистые стал в определенном диапазоне низких температур, серые чугуны, а также многие сплавы. Представлены результаты численного моделирования нагружения преграды из транстропного слава Д16Т стальным ударником в диапазоне скоростей ударного нагружения (400-1200) м/с.