Моделирование и проектирование дисперсно-наполненных полимерных композитов с требуемыми механическими и триботехническими свойствами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Панов Илья

• Панов Илья
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Панов Илья

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНО-НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ

1.1 Современное состояние и проблемы применения прямых и обратных задач компьютерного конструирования дисперсно-наполненных полимерных композитов с заданными свойствами

1.2 Выводы по главе

2 ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ

2.1 Задачи моделирования

2.2 Физическая и математическая постановка прямых задач

2.3 Численная реализация

2.3.1 Алгоритм решения задач методом конечных элементов

2.4 Вычисление эффективных параметров ДНПК на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена

2.4.1 Результаты решения прямых задач

2.5 Выводы по главе

3 КОМПЬЮТЕРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ НАПОЛНЕННЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1 Постановка обратных задач

3.2 Решение обратной задачи конструирования ПКМ по двум управляющим параметрам на основе численных экспериментов

3.2.1 Интерполяция значений эффективных характеристик

3.2.2 Нормирование значений управляющих параметров

3.2.3 Визуализация зависимостей эффективных характеристик от управляющих параметров

3.2.4 Получение изолиний эффективных характеристик. Выделение на графиках изолиний области значений с требуемыми свойствами

3.2.5 Определение области пересечения графиков изолиний путем их совмещения с целью получения значений управляющих параметров, соответствующих ограничениям на эффективные характеристики

3.3 Компьютерное конструирование ПКМ по трем управляющим параметрам на основе численных экспериментов

3.4 Выводы по главе

4 КОМПЬЮТЕРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ДНПК С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

4.1 Компьютерное конструирование ДНПК с заданными свойствами на основе экспериментальных данных по двум управляющим параметрам

4.2 Проектирование трибокомпозита на основе СВМПЭ

4.3 Получение рецептуры экструдируемых полимер-полимерных композитов на основе СВМПЭ

4.4 Разработка способа получения износостойких композитов с термопластичной матрицей на основе полиэфирэфиркетона и полифениленсульфида

4.5 Компьютерное конструирование ДНПК по трем управляющим параметрам

4.6 Сравнение полученных результатов с экспериментальными данными

4.7 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и проектирование дисперсно-наполненных полимерных композитов с требуемыми механическими и триботехническими свойствами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования.

Полимерные композиционные материалы конструкционного и функционального назначения используются в транспортном, энергетическом, химическом машиностроении, авиационной, космической технике и т. д.

В целом мировой рынок композиционных (композитных) материалов ежегодно составлял 12 миллионов тонн и почти 700 миллиардов евро в денежном эквиваленте. В то же время объем производимых в России композитов представлен всего десятками тонн (0,3-0,5% мирового рынка). Потребление композитов в сфере гражданского применения составляет около 12 млрд рублей в денежном эквиваленте ежегодно. Министр промышленности и торговли РФ отмечает: "... во времена советской власти мы были лидерами в этой области, но сейчас наше место одно из последних" [1].

Эксперты придерживаются мнения, что российский рынок композитов обещает расти. Следует отметить, что наиболее перспективными секторами для применения композитных материалов в России являются строительство и эксплуатация транспортной инфраструктуры. Значительный спрос на композиты также наблюдается со стороны предприятий оборонно-промышленного комплекса, авиастроительной и космической промышленностей, а также судостроительного сектора.

Генеральный директор ООО "РТ-химический композит" Сергей Сокол назвал ряд причин, которые, по его мнению, обусловливают низкую степень производства полимерных композитов в России:

1) Отсутствие унифицированных государственных норм, стандартов и правил в области разработки конструкций из неметаллических материалов.

2) Недостаток квалифицированного персонала в процессе проектирования, производства и обслуживания указанных материалов.

3) зависимость от импортного высококачественного сырья и высокотехнологичного оборудования [1].

Все эти причины создают необходимость комплексной полномасштабной переработки научно-производственной структуры отраслей промышленности, для которых продукция базируется на использовании композиционных материалов и конструкций.

Для успешного расширения рынка полимерных композиционных материалов необходимо обновить производственные возможности и научный потенциал композитной промышленности. В условиях глобализации рынка, машиностроительное предприятие, которое соответствует современным требованиям, невозможно представить без применения методов прикладного математического моделирования. Кроме того, для данного сектора промышленного производства очень важна проблема разработки новых материалов, а требования к конструкциям крайне высокие [2].

Экспериментально-технологические подходы к разработке новых полимерных композиционных материалов (ПКМ) связаны с большими затратами (материальными и временными), причем определение физико-механических свойств композитов зачастую требует больших финансовых и временных расходов, нежели получение самих этих материалов. Рациональным является проведение части работ по разработке и исследованию физико-механических свойств новых материалов путем физического и математического моделирования.

В настоящее время большинство исследований в данной области сконцентрировано на решении прямых задач компьютерного моделирования ПКМ, в то время как работ в области решения обратных задач (проектирования) значительно меньше. Это означает, что разработка методов проектирования является актуальной научно-технической проблемой для определения составов новых ПКМ, включая дисперсно-наполненные материалы. Дисперсное армирование меняет тепло-, электро- и др. физические свойства, но при этом обычно ухудшаются механические свойства, поэтому основное внимание в данной работе уделяется контролю деформационно-прочностных свойств.

Степень разработанности темы исследования. Исследования по компьютерному конструированию материалов являются сравнительно новым

направлением, которое сочетает знания в области материаловедения, физики прочности, вычислительных методов и методов оптимизации. Этот термин впервые появился в 1970-х годах благодаря работам м Corey E.J. и Wipke W.T. [3,

4].

Исследования по компьютерному конструированию многокомпонентных соединений начали проводиться в Московском государственном университете в 1970-х годах. В результате использования ассоциативных сетевых структур [5] был предложен новый подход к анализу химических данных, что позволило ускорить поиск классифицирующих закономерностей.

В течение последних полутора десятков лет регулярно проводятся конференции в России и за рубежом, посвященные вопросам компьютерного конструирования материалов и непосредственно связанным с ним проблемам. Компьютерное конструирование материалов является составной частью научного направления - физической мезомеханики, у истоков которой стоит томская школа физики прочности и материаловедения во главе с академиком В.Е. Паниным [6]. Классификация задач компьютерного моделирования материалов может быть разделена на две группы: прямые и обратные. Прямые задачи возникают в тех случаях, когда информация о различных характеристиках материала, таких как состав, фазовое распределение, свойства фаз и их взаимодействия, геометрические и механические свойства межфазных слоев, известна заранее. С использованием подходов механики сплошных сред можно определить эффективные характеристики самого материала [7-11]. Обычно эти задачи компьютерного моделирования материалов называются прямыми.

При постановке обратных задач, требуется определить такой состав материала, который будет соответствовать наперед установленным критериям деформации, прочности и другим свойствам. Это включает в себя определение ингредиентов материала, соотношения фаз и характера их взаимодействия. Обратные задачи, связанные с компьютерным моделированием материалов, являются частью этой проблематики.

Первые способы определения эффективных модулей структурно-неоднородных материалов были предложены Фойгтом [12] и Рейссом [13].

Теоретические основы различных подходов к определению эффективных модулей структурно-неоднородных тел изложены в работах: Шермергора, Соколкина и Ташкинова, Бахвалова и Панасенко, Кулака, Хашина, Хилла, Берана, Мори, Мура, Штрикмана, Такера, Молюнекса, Ляна, Танака (Hashin Z., Hill R., Mura T., Beran M.J., Mori T., Shtrikman S.A., Tucker C. L., Molyneux J., Liang E., Tanaka K.) [14-23].

Для определения механических свойств используется гипотеза гетерогенности, основанная на статистическом осреднении, при котором структурно неоднородные материалы представляют собой макрогомогенный материал. Используя эту гипотезу, можно рассчитать эффективные характеристики ПКМ с помощью методов механики сплошной среды.

К первым работам применительно к композиционным материалам можно отнести работы Победри Б.Е. [24], Васильева В.В. [25], Кристенсена Р. [26], Сендецки Дж. [27], Шермергора Т.Д. [14], Браутмана Л. [27], Benveniste Y. A. [28], Aboudi J. [29] и др.

Обзоры ряда методов можно найти в работах: Абоди, Немат-Насер, Фан-Тьен Н., Качанова, Торквато, Милтон Г.В., Хори, (Aboudi J., Phan-Thien N., Nemat-Nasser S., Torquato S., Hori M., Kachanov M., Milton G.W.) [29-33] и других.

Существует множество методов и моделей для определения эффективных свойств композиционных материалов. Большое количество исследователей в России и за рубежом работают над вычислением эффективных механических и теплофизических характеристик композитов. К ним относятся Болотин В.В., Светашков А.А., Образцов И.Ф., Ванин Г.А., Власов А.Н., Гаришин О.К., Колпаков А.Г., Мошев В.В, Немировский Ю.В., Паньков А.А., Каламкаров А.Л., Работнов Ю.Н., Скудра А.М., Тамуж В.П., Тарнопольский Ю.М., Яновский Ю.Г., Адамс Д., Браутман Л., Розен Б., Келли А. (Adams D., Broutman L., Rosen B., Kelly A.)

Разнообразие структур и характеристик реальных композиционных материалов приводит к разработке множества математических моделей и методов определения их эффективных свойств, описанных, например, в работах [34-37].

В современных условиях наиболее распространены численные методы, которые с успехом применяются для изучения эффективных свойств с использованием компьютерных технологий. Эти методы, решающие сложные системы уравнений, являются важными инструментами анализа [38-40].

При исследовании материалов с большим количеством включений вычислительный процесс становится сложнее, поэтому обычно выбирают расчетную область с ограниченным [41] числом включений, которая является представительной и отражает характеристики материала в целом [42, 43]. Оценка механических, теплофизических и электрических характеристик основана на применении вариационных принципов [44], с последующим усреднением параметров с использованием разнообразных подходов в представительном объеме.

Вычислительные методы в большинстве случаев позволяют с высокой точностью определять механические упругие эффективные свойства ПКМ, что нельзя сказать о нелинейных свойствах. Точность и достоверность полученных результатов зависят не только от выбранных методов, но и от структуры материала (размеры, форма, расположение включений) и от нелинейности свойств фаз, составляющих композитный материал.

Для решения обратных задач применяются методы, которые характерны для задач оптимизации. Методы, основанные на оптимизации с использованием нескольких уровней, позволяют оптимизировать не только материал и размер конструкции, но также параметры технологических режимов и другие факторы [45-52].

В задачах оптимизации и компьютерного конструирования ПКМ, в качестве целевых функций могут использоваться значения эффективной деформации и прочности, а в качестве управляющих параметров, например, уровень наполнения

композита, средний размер включений, характеристики взаимодействия между фазами и т.д.

Комбинация моделирования, планирования экспериментов и оптимизации стала основой для разработки программных пакетов, предназначенных для оптимизации на основе имитационных моделей. К таким моделям можно отнести «OptQuest», «Optimiz», «LtdSimRunner2», «Witness Optimizer» и другие. В большинстве пакетов, которые используются для оптимизации экспериментов, для поиска решений применяются такие методы, как эволюционные стратегии, генетические алгоритмы, нейронные сети и другие [50]. Эти подходы зарекомендовали себя как универсальные алгоритмы для глобального поиска, обеспечивающие нахождение практически оптимальных решений в разумные сроки. В одной из работ используется метод контурных кривых [52].

Методология поверхности отклика (RSM) исследует взаимосвязи между несколькими управляющими параметрами и одной или несколькими переменными отклика. Метод RSM был разработан Джорджем Э.П. Боксом и К.Б. Уилсоном в 1951 году [53, 54].

RSM основан на последовательности запланированных экспериментов для получения оптимального ответа. Бокс и Уилсон предлагают использовать для этого полиномиальную модель второй степени. Они признают, что эта модель является приближенной, но используют ее, потому что такую модель легко оценить и применить, даже если о процессе мало что известно.

В методологии поверхности отклика используются статистические модели, и поэтому практикующие специалисты должны осознавать, что даже самая лучшая статистическая модель является приближением к реальности. Конечно, предполагаемая оптимальная точка не обязательно должна быть оптимальной в действительности из-за ошибок оценок и неадекватности модели.

В последнее время для оптимизации формулировок стал широко использоваться RSM с использованием методов планирования экспериментов (DoE). [55]

В работах [56-58] метод Тагучи (Taguchi) [59] был использован для скрининга переменных.

В работе [60] интеграция метода Тагучи и методология поверхности отклика (RSM) [61] показали свою высокую эффективность.

В последнее время для решения подобного типа задач все чаще стали применяться искусственные нейронные сети, ключевыми направлениями использования которых являются решение задач интерполяции либо аппроксимации, либо классификации [62-63].

Искусственные нейронные сети (ANN) показывают высокую эффективность при наличии большой (экспериментальной) выборки данных. Однако, когда объем данных крайне ограничен, достоверность предсказания снижается [62].

При этом существует заметное разнообразие ANN и вопрос выбора и, соответственно, обучения каждой из них в таких условиях является неоднозначно решаемой задачей.

В работе [64] показано, например, что задача поиска оптимального сочетания параметров ультразвуковой (УЗ) сварки не может рассматриваться как задача оптимизации, так как условие оптимальности представляется системой неравенств. Сложность сетей достигается не только увеличением слоев и количества нейронов в них, но и проектированием взаимосвязей нейронов, разделении модели на две и более взаимосвязанные нейронные сети, комбинировании нейронных сетей с генетическими алгоритмами, привлечение методов решения прямых задач (МКЭ, PINN и т.п.) для обучения сети [65-67].

Направленный дизайн функциональных материалов с многоцелевыми ограничениями является большой проблемой, в которой производительность и стабильность определяются сложной взаимосвязью различных физических факторов. В работе [68] применяется многоцелевая оптимизация, основанная на эффективности Парето и методах оптимизации роя частиц, для направленного проектирования новых функциональных материалов. В качестве демонстрации показано термоэлектрическое проектирование 2D-материалов SnSe с помощью

вышеуказанных методов. Идентифицировалось несколько новых метастабильных двумерных структур SnSe с одновременно меньшей свободной энергией и лучшими термоэлектрическими характеристиками в их экспериментально зарегистрированных монослойных структурах.

При решении задач оптимизации и компьютерного конструирования материалов стремятся найти оптимальное значение целевой функции. Если решение неединственное, то определяется область сочетаний управляющих параметров [11, 69, 70].

Большинство исследований в этой области направлены на решение прямых задач, в то время как обратных задач исследовано гораздо меньше. Разработка метода для решения обратных задач с использованием графической визуализации может уменьшить затраты на разработку новых материалов.

В данной исследовании применяется метод совмещения контурных кривых на основе численных и экспериментальных данных, что позволяет использовать ограниченный набор экспериментальных данных и физические и вычислительные эксперименты одновременно [69, 70].

Цель работы заключается в разработке и реализации метода проектирования дисперсно-наполненных полимерных композитов (ДНПК) с заданными физико-механическими свойствами.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) Провести выбор метода исследования на основе анализа современного состояния подходов:

а) к определению эффективных характеристик дисперсно-наполненных полимерных композитов путем моделирования с использованием аппарата механики деформируемого твердого тела (МДТТ);

б) к созданию композиционных материалов с заданными характеристиками путем компьютерного конструирования.

2) Выполнить постановку и провести решение серии краевых задач теории упругости для анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) ДНПК при механических воздействиях.

3) С использованием математического моделирования и проведения физических тестов установить значения эффективных характеристик для применения в качестве опорных точек в пространстве состояний.

4) Получить составы дисперсно-наполненных полимерных композитов (ДНПК) с нужными физико-механическими свойствами на основе данных, полученных в процессе физических или вычислительных экспериментов.

5) Провести сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Соответствие паспорту специальности. Цель и задачи соответствуют паспорту специальности 1.1.8. Механика деформируемого твердого тела (физико-математические науки) по следующим направлениям исследований:

п. 4. Механика композиционных материалов;

п.5. Мезомеханика многоуровневых сред со структурой;

п. 11. Математическое моделирование поведения дискретных и континуальных деформируемых сред при механических, тепловых, электромагнитных, химических, гравитационных, радиационных и прочих воздействиях;

п. 12. Вычислительная механика деформируемого твердого тела.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые научные результаты:

1. Реализован метод определения эффективных деформационно-прочностных свойств на макроуровне методами математического моделирования поведения стохастически наполненных дисперсными включениями полимерных композитов на мезоуровне, позволяющий оценить влияние управляющих параметров (степень наполнения, средний размер включений, уровень адгезии и т. д.) на эффективные характеристики.

2. Модифицирован метод проектирования стохастически наполненных дисперсными включениями полимерных композитов с требуемыми механическими и триботехническими характеристиками при наличии односторонних и двусторонних ограничений для решения задач, в которых число управляющих параметров увеличено до трех, и используются опорные точки, полученные в ходе вычислительных и натурных экспериментов. Метод позволяет либо определить значения управляющих параметров (параметров рецептуры), обеспечивающих получение материала с требуемыми свойствами, либо показать, что эти свойства невозможно получить с использованием заданного набора управляющих параметров.

3. Показано, что метод позволяет решать прикладные задачи определения рецептур материалов антифрикционного назначения, обладающих повышенными механическими и триботехническими характеристиками.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработанные и реализованные методами вычислительной механики математические модели позволяют конкретизировать известную связь «состав-структура-свойства» применительно к стохастически наполненным дисперсными включениями полимерным композитам.

Разработанные и реализованные модели и методы позволяют сократить временные и материальные затраты на определение рецептур полимерных композитов (на основе политетрафторэтилена, свервысокомолекулярного полиэтилена, полиимида, полиэфирэфиркетона и полифениленсульфида) с требуемыми эффективными характеристиками.

Метод позволяет выбрать наиболее значимые управляющие параметры для получения рецептур композитов, обеспечивающих достижение заданных эксплуатационных механических и триботехнических свойств и определить значения управляющих параметров, обеспечивающих получение материала с заданными свойствами, или показать, что эти свойства невозможно получить с использованием заданного набора параметров.

Модифицирован способ визуализации результатов моделирования, позволяющий более полно и наглядно отражать степень влияния управляющих параметров на эффективные механические и триботехнические характеристики ДНПК.

Методология и методы исследования. Прямые задачи определения эффективных характеристик ДНПК решались с использованием методов физического и математического моделирования с привлечением аппарата МДТТ и реализации методом конечных элементов (МКЭ), в том числе на основе оригинальных программ, разработанных в лаборатории механики полимерных композиционных материалов (ЛМПКМ) ИФПМ СО РАН.

Обратные задачи определения эффективных характеристик полимерных композитов решались на основе оригинальных программ, в том числе разработанных в ЛМПКМ ИФПМ СО РАН.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

1. Результаты определения эффективных деформационно-прочностных свойств на макроуровне методами математического моделирования поведения стохастически наполненных дисперсными включениями полимерных композитов на мезоуровне.

2. Метод разработки ДНПК с использованием математического моделирования для получения рецептур материалов с требуемыми механическими и триботехническими свойствами.

3. Результаты проектирования ДНПК с нужными механическими и триботехническими характеристиками, полученные с помощью вычислительной механики деформируемого твердого тела и натурных экспериментов.

Степень достоверности полученных выводов. Достоверность выводов исследования базируется на точности математической постановки задачи, применении современных компьютерных методов и программного обеспечения, анализе сходимости сеточного разбиения, сравнении результатов вычислений с

аналитическими решениями, использовании экспериментальных данных и сопоставлении с результатами предшествующих исследований.

Внедрение работы. Результаты работы были получены и использованы в рамках выполнения прикладных научных исследованиях по проекту Минобрнауки РФ «Разработка с использованием многоуровневых компьютерных моделей иерархически армированных гетеромодульных экструдируемых твердосмазочных нанокомпозитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для применения в узлах трения и футеровки деталей машин и механизмов, работающих в условиях Крайнего Севера» (2017-2018 гг.).

Связь работы с научными программами и темами. Диссертационная работа выполнена в Национально-исследовательском Томском государственном университете, а также в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН, в соответствии с планами государственных и отраслевых научных программ: 1) РФФИ 16-48-700192 р_а «Научные основы создания многоуровневых твердосмазочных экструдируемых, антифрикционных композитов на базе перспективных термопластичных полимеров для медицины и машиностроения» (2016-2018 гг.); 2) грант РНФ № 21-19-00741 «Развитие метода УЗ-консолидации слоистых волоконно-армированных композитов на основе перспективных термопластичных матриц ПЭЭК и ПЭИ» (2021-2023 гг.); 3) Гранта Министерства науки и высшего образования РФ FSWM-2022-0018 «Научно-технические основы создания на базе полупроводниковых HR-GaAs:Cr структур мультиспектральных детекторов ионизирующего излучения» (2022-2024 гг.).

Результаты диссертации используются в учебном процессе на кафедре механики и графики Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники при подготовке образовательных дисциплин «Механика композиционных материалов», «Механика и технологии», «Прикладная механика» а также в отделении материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий Национального исследовательского Томского политехнического университета в рамках магистерской подготовки по дисциплине «Современные проблемы наук о материалах и процессах».

Публикации по теме диссертации.

По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 13 статей в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 6 статей в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science,

3 статьи в российских научных журналах, переводные версии которых входят в Scopus; 1 статья в латвийском русскоязычном журнале, переводная версия которого входит в Scopus; входящий 10 статей в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science и Scopus, 3 статьи в российских научных журналах, переводные версии которых входят в Scopus, 1 статья в российском научном журнале, переводная версия которого входит в Web of Science; 1 статья в российском научном журнале, входящем в Web of Science), 5 статей в сборниках материалов конференций, представленных в изданиях, входящих Web of Science, 1 глава в коллективной монографии, представленной в серийном издании, входящем в Scopus; получено 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 9 международных,

4 всероссийских конференциях, в том числе: Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Томск, 2016), 7-й всероссийской научной конференции с международным участием им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского (Москва, 2017), Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Томск, 2017), Международных конференций «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» и «Химия нефти и газа» в рамках Международного симпозиума «Иерархические материалы: разработка и приложения для новых технологий и надежных конструкций» (Томск,

2018), XII Международной конференции «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург, 2018), Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций», VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 50-летию основания института химии нефти «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа» (Томск, 2019), XII Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики (Уфа, 2019), Международной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения основателя и первого директора ИФПМ СО РАН академика Виктора Евгеньевича Панина в рамках Международного междисциплинарного симпозиума "Иерархические материалы: разработка и приложения для новых технологий и надежных конструкций" (Томск, 2020), Международной конференции «Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2021), V Международной конференции с элементами научной школы «Новые материалы и технологии в условиях Арктики» (Якутск, 2022), Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Нанотехнологии. Информация. Радиотехника (НИР-23)» (Омск, 2023), Международной конференции «Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2023).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панов Илья, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. «LIVEJOURNAL» journal / Interview of the minister of Industry and Trade of the Russian Federation Denis Manturov. - URL: http://bmpd.livejournal.com/877652.html (дата обращения: 20.05.2022).

2. Zozimko U. The application of composite materials as the driver of the defense industries // New defensive order. Strategies. - 2017. - № 2 (44). - URL: http://dfnc.ru/smegnaya/primenenie-kompozitnyh-materialov-kak-drajver-otraslej-opk (дата обращения: 20.05.2022).

3. Corey E.J. Computer-Assisted Design of Complex Organic Synthesis / E.J. Corey, W.T. Wipke // Science. - 1969. - Vol. 166. - P. 178-192.

4. Corey E. J. The Logic of Chemical Synthesis / E.J. Corey, X-M. Cheng // New York: Wiley, 1995. - 436 p.

5. Кумсков М. И. Системы структурных дескрипторов для решения задачи «структура-свойство» / М. И. Кумсков, Е. А. Смоленский, Л. А. Пономарева, Д. Ф. Митюшев, Н. С. Зефиров // Доклады Академии наук. - 1994. - Т. 336, №2 1. - С. 64-66.

6. Егорушкин В. Е. О физической природе пластичности / В. Е. Егорушкин, В. Е. Панин, А. В. Панин // Физическая мезомеханика. - 2020. - Т. 23, № 2. - С. 5-14.

7. Сидоренко Ю. Н. Прогнозирование механических свойств биометаллического материала на основе многоуровневой математической модели / Ю. Н. Сидоренко, Н. А. Шевченко // Физическая мезомеханика - 1999. - Т. 2, №2 12. - С. 37-42.

8. Макаров П. В. Подход физической мезомеханики к моделированию процессов деформации и разрушения // Физическая мезомеханика. - 1998. - Т. 1, № 1. - С. 61-81.

9. Макаров П. В. Вязкая конструкционная керамика: моделирование эволюции мезоструктуры под нагрузкой / П. В. Макаров, К. А. Бекетов, О. А. Атаманов, С. Н. Кульков // Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. - Новосибирск: Наука, 1995. - Т. 2. - С. 153-171.

10. Psakhie S.G. Vortex mechanism of plastic deformation of grain boundaries. Computer simulation / S. G. Psakhie, S. Yu. Korostelev, S. I. Negreskul, K. P. Zolnikov, Z. Wang, S. Li // Physica Status Solidi (B). - 1993. - № 176. - P. K41-K44.

11. Компьютерное моделирование и конструирование наполненных композиций / Б. А. Люкшин [и др.]; отв. ред. С.А. Зелепугин; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т физики прочности и материаловедения; М-во обр. и науки РФ, Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2015. - 264 с.

12. Voigt W. Über die Beziehung zwichen den bieden Elasticitätsconstanten isotroper Körper // Annalen der Physik und Chemie. - 1889. - Vol. 38. - P. 573-587.

13. Reuss A. Berechnung der Fließgrenze on Mischkristallen auf Grund der Plastizitätsbedingungen für Einkristall // Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Physik. - 1929. - Vol. 9. - Р. 49-58.

14. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред / Т. Д. Шермергор. - М. : Наука, 1977. - 400 с.

15. Соколкин Ю. В. Механика деформирования и разрушение структурно-неоднородных сред / Ю. В. Соколкин, А. А Ташкинов. - М. : Наука, 1984. - 148 с.

16. Бахвалов Н. С. Осреднение процессов в периодических средах / Н. С. Бахвалов, Г.П. Панасенко. - М. : Наука, 1988. - 352 с.

17. Кулак М. И. Фрактальная механика материалов / М. И. Кулак. - Минск : Высш. шк., 2002. - 305 с.

18. Hashin Z. Variational approach to the theory of the elastic behavior of multiphase materials / Z. Hashin, S. A. Shtrikman // Journal of Applied Mechanics. -1963. - Vol. 11. - P. 127-140.

19. Hill R. Continuum micro-mechanics of elastoplastic polycrystals // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1965. - Vol. 13, № 2. - P. 89-101.

20. Beran M. Use of classical variational principles to determine bounds for the effective bulk modulus in heterogeneous media / M. Beran, J. Molyneux // Quarterly of Applied Mathematics - 1966. - Vol. 24. - P. 107-118.

21. Mori T. Average stress in matrix and average elastic energy of materials with misfitting inclusions / T. Mori, K. Tanaka // Acta Metallurgica. - 1973. - Vol. 21. -P. 571-574.

22. Mura T. Micromechanics of defects in solids. - London : Martinus Nijhoff Publishers, 1982. - 494 p.

23. Tucker C. L. Stiffness Predictions for Unidirectional Short-Fiber Composites: Review and Evaluation / C. L. Tucker, E. Liang // Composites Science and Technology. - 1999. - Vol. 59. - P. 655-671.

24. Победря Б. Е. Механика композиционных материалов / Б. Е. Победря. -М. : Изд-во Московского университета, 1984. - 336 с.

25. Васильев В. В. Механика конструкций из композиционных материалов / В. В. Васильев. - М. : Машиностр., 1988. - 272 с.

26. Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Р. Кристенсен. - М. : Мир, 1982. - 334 с.

27. Браутман Л. Композиционные материалы: в 8 т. / пер. с англ. ; ред. Дж. Сендецки / Л. Браутман, Р. Крок. - М. : Мир, 1978. - Т. 2. - 564 с.

28. Benveniste Y. A new approach to the application of Mori-Tanaka theory in composite materials // Mechanics of Materials. - 1987. - Vol. 6. - P. 147-157.

29. Aboudi J. Mechanics of Composite Materials: A Unified Micromechanical Approach / J. Aboudi. - Amsterdam : Elsevier Science Publishers, 1991. - 328 p.

30. Torquato S. Random Heterogeneous Media: Microstructure and Improved bounds of effective properties // Applied Mechanics Review. - 1991. - Vol. 44, is. 2. -P. 37-76.

31. Nemat-Nasser S. Micromechanics: overall properties of heterogeneous materials / S. Nemat-Nasser, M. Hori. - Amsterdam: Elsevier Science Publisher B.V., 1993. - 687 p.

32. Kachanov M. Effective elastic properties of cracked solids: critical review of some basic concepts // Applied Mechanics Reviews. - 1992. - Vol. 45. - P. 304-335.

33. Milton G. W. New bounds on effective elastic moduli of two-component materials / G. W. Milton, N. Phan-Thien // Proceedings of the Royal Society of London.

- 1982. - Vol. 380. - P. 305-331.

34. Markov K. Z. Elementary Micromechanics of Heterogeneous Media / K. Z. Markov, L. Preziosi [et. al.] // Heterogeneous Media. Modeling and Simulation in Science. Engineering and Technology. - Boston, MA : Birkhäuser, 2000. - 162 p.

35. Qin Q. H. Macro-micro theory on multifield coupling behavior of heterogeneous materials / Q. H. Qin, Q. S. Yang. - Springer : Berlin, Heidelberg, 2009.

- 335 p.

36. Wang M. Predictions of effective physical properties of complex multiphase materials / M. Wang, N. Pan // Materials Science and Engineering R: Reports. - 2008. -Vol. 63, is. 1. - P. 1-30. - URL: https://doi.org/10.1016/j.mser.2008.07.001 (дата обращения: 17.07.2022).

37. Böhm H. J. A short introduction to basic aspects of continuum micromechanics. ILSB Report/ILSB-Arbeitsbericht 206 (supersedes CDL-FMD Report 3-1998), 2015. -137 p.

38. Garboczi E. J. Elastic moduli of a material containing composite inclusions: Effective medium theory and finite element computations / E. J. Garboczi, J. G. Berryman // Mechanics of Materials. - 2001. - Vol. 33. - P. 455-470.

39. Yang Q. S. Modelling the effective elasto-plastic properties of unidirectional composites reinforced by fibre bundles under transverse tension and shear loading / Q. S. Yang, Q. H. Qin // Materials Science & Engineering A: Structural Materials. - 2003. -Vol. 344. - P.140-145.

40. Würkner M. On numerical evaluation of effective material properties for composite structures with rhombic fiber arrangements / M. Würkner, H. Berger, U. Gabbert // International Journal of Engineering Science. - 2011. - Vol. 49. - P. 322332.

41. Дисперсно-наполненные полимерные композиты технического и медицинского назначения / Б. А. Люкшин [и др.]. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2017. - 308 с.

42. Люкшин Б. А. Моделирование физико-механических процессов в неоднородных конструкциях / Б. А. Люкшин, А. В. Герасимов, Р. А. Кректулева, П. А. Люкшин. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 272 с.

43. Дашук И. А. Влияние деформационно-прочностных свойств структурных элементов на характеристики дисперсно наполненных композиций / И. А. Дашук, Б. А. Люкшин, П. А. Люкшин, Н. А. Матолыгина // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2004. - Т. 10, № 3. - С. 366-384.

44. Люкшин П. А. Определение эффективных характеристик композитов при механических, температурных, электромагнитных воздействиях с учетом несовершенного контакта фаз : дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 01.02.04 / П. А. Люкшин - Томск, 2021. - 300 с.

45. Zhang J. Multiobjective optimization of injection molding process parameters based on Opt LHD, EBFNN, and MOPSO / J. Zhang, J. Wang, J. Lin, Q. Guo, K. Chen, L. Ma // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2015. -Vol. 85. - P. 9-12.

46. Джашеев К. А.-М. Номограммный метод анализа результатов многофакторного эксперимента / К. А.-М. Джашеев, З. А.-М. Джашеева // Современные наукоемкие технологии. - 2008. - № 8. - С. 19-28. - URL: https://top-technologies.ru/pdf/2008/8/3.pdf (дата обращения: 18.04.2019).

47. McDowell D. L. Simulation-Assisted Design and Accelerated Insertion of Materials / D. L. McDowell, D. Backman // Computational Methods for Microstructure-Property Relationships. - 2011. - P. 617-647.

48. Сорокин Д. С. Методика оптимизации структуры и свойств композиционных материалов / Д. С. Сорокин, А. М. Данилов // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 5. - URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34828 (дата обращения: 27.03.2019).

49. Mayda M. An Efficient Simulation-Based Search Method for Reliability-Based Robust Design Optimization of Mechanical Components // Mechanika. - 2017. - Vol. 23, № 5. - P. 696-702.

50. Афонин П. В. Система оптимизации на основе имитационного моделирования, генетического алгоритма и нейросетевых метамоделей // International Journal «Information Technologies and Knowledge». - 2007. - P. 5. - URL: http://www.foibg.com/conf/ITA2007/KDS2007/PDF/KDS07-Afonin.pdf (дата обращения: 27.03.2019).

51. Raj R. A. Modeling And Prediction of Mechanical Strength in Electron Beam Welded Dissimilar Metal Joints of Stainless Steel 304 and Copper Using Grey Relation Analysis / R. A. Raj, M. D. Anand // International Journal of Engineering & Technology.

- 2018. - Vol. 7, № 3.6. - P. 198-201.

52. Гайдадин А. Н. Методы оптимизации в технологической практике / А. Н. Гайдадин, С. А. Ефремова, А. В. Нистратов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2008. - 16 с.

53. Box G. E. P. On the Experimental Attainment of Optimum Conditions / G. E. P. Box, K. B. Wilson // Journal of the Royal Statistical Society, Series B. - 1951. - Vol. 13 (1).

- P. 1-45. - DOI: 10.1111/j.2517-6161.1951.tb00067.x. (дата обращения: 19.07.2022).

54. Box G. E. P. Response Surfaces, Mixtures, and Ridge Analyses, Second Edition [of Empirical Model-Building and Response Surfaces, 1987] / G. E. P. Box, R. Draper // International Statistical Review. - 2007. - Vol. 75 (2) - P. 265-266.

55. Raymond H. Myers Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments, Fourth Edition / R. H. Myers, D. C. Montgomery, Chr. M. Anderson-Cook. - Wiley, 2016. - 856 p.

56. Ibrahim M. H. I. Parameter Optimization towards Highest Micro MIM Density by Using Taguchi Method / M. H. I. Ibrahim, N. Muhamad, A. B. Sulong, K. R. Jamaludin, N. H. M. Nor, S. Ahmad, H. Zakaria // Key Engineering Materials. - 2010. -Vol. 443. - P. 705-710.

57. Hameed A. Z. 3D printing parameter optimization using taguchi approach to examine acrylonitrile styrene acrylate (ASA) mechanical properties / A. Z. Hameed, S. Aravind Raj, J. Kandasamy, M. A. Shahzad, M.A. Baghdadi // Polymer. - 2022. - № 14.

- P. 3256-3256. - URL: https://doi.org/10.3390/polym14163256 (дата обращения: 20.07.2022).

58. Hasdiansah H. FDM-3D printing parameter optimization using taguchi approach on surface roughness of thermoplastic polyurethane parts / H. Hasdiansah, R. I. Yaqin, P. Pristiansyah [et al.] // International Journal of Interactive Design and Manufacturing. - 2023. - №№ 17. - P. 3011-3024. - URL: https://doi.org/10.1007/s12008-023-01304-w (дата обращения: 20.07.2022).

59. Taguchi G. System of Experimental Design: Engineering Methods to Optimize Quality and Minimize Cost // UNIPUB/Kraus International, White Plains. - NY, 1987. -1189 р.

60. Jou Y-T. Integrating the Taguchi Method and Response Surface Methodology for Process Parameter Optimization of the Injection Molding / Y-T. Jou, W-T. Lin, W-C. Lee, T-M. Yeh // Applied Mathematics & Information Sciences. - 2014. - Vol. 8, № 3. - P. 1277-1285.

61. Ehab F. Elkady Application of Box-Behnken experimental design and response surface methodology for selecting the optimum RP-HPLC conditions for the simultaneous determination of methocarbamol, indomethacin and betamethasone in their pharmaceutical dosage form / Ehab F. Elkady, Marwa A. Fouad, Ayoub N. Mozayad // BMC Chemistry. - 2022. - № 16. - Article number 114. - URL: https://doi.org/10.1186/s13065-022-00908-9 (дата обращения: 21.07.2022).

62. Mezeix L. New Method to Predict Damage to Composite Structures Using Convolutional Neural Networks / L. Mezeix, A.S. Rivas, A. Relandeau, C. A. Bouvet // Materials. - 2023. - Vol. 16. - Article number 7213. - URL: https://doi.org/10.3390/ma16227213 (дата обращения: 21.07.2022).

63. Miller B. Multi-Objective Optimization of Thin-Walled Composite Axisymmetric Structures Using Neural Surrogate Models and Genetic Algorithms / B. Miller, L. Ziemianski // Materials. - 2023. - № 16. - Article number 6794. - URL: https://doi.org/10.3390/ma16206794 (дата обращения: 21.07.2022).

64. Alexenko V. O. Ultrasonic Welding of PEEK Plates with CF Fabric Reinforcement - The Optimization of the Process by Neural Network Simulation / V. O. Alexenko, S. V. Panin, D. Y. Stepanov, A. V. Byakov, A. A. Bogdanov, D. G. Buslovich,

K. S. Panin, D. Tian // Materials. - 2023. - № 16. - Article number 2115. - URL: https://doi.org/10.3390/ma16052115 (дата обращения: 22.07.2022).

65. Lian W. Reliability Prediction of Near-Isothermal Rolling of TiAl Alloy Based on Five Neural Network Models / W. Lian, F. Du // Materials. - 2023. - № 16. - Article number 6709. - URL: https://doi.org/10.3390/ma16206709 (дата обращения: 22.07.2022).

66. Gui L. Prediction of In-Flight Particle Properties and Mechanical Performances of HVOF-Sprayed NiCr-Cr3C2 Coatings Based on a Hierarchical Neural Network / L. Gui, B. Wang, R. Cai, Z. Yu., M. Liu, Q. Zhu, Y. Xie, S. Liu, A. Killinger // Materials. - 2023. - № 16. - Article number 6279. - URL: https://doi.org/10.3390/ma16186279 (дата обращения: 22.07.2022).

67. Karniadakis G. E. Physics-informed machine learning / G. E. Karniadakis, I. G. Kevrekidis, L. Lu, P. Perdikaris, S. Wang, L. Yang // Nature Reviews Physics. - 2021. -Vol. 3. - Р. 422-440.

68. Yan S. Directional Design of Materials Based on Multi-Objective Optimization: A Case/Study of Two-Dimensional Thermoelectric SnSe / S. Yan, Y. Wang, Z. Gao, Y. Long, J. Ren. - China, 2021. - 11 р.

69. Анохина Н.Ю. Компьютерное конструирование наполненной полимерной композиции с требуемыми деформационно-прочностными свойствами / Н.Ю. Анохина, Н.Ю. Матолыгина, Б.А. Люкшин, П.А. Люкшин // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2009. - Т. 15, № 4. -С. 600-609.

70. Анохина Н.Ю. Построение в пространстве состояний поверхности отклика эффективных характеристик материала по неполным данным / Н. Ю. Анохина, Б. А. Люкшин, Н. Ю. Матолыгина // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: Материалы. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. - С. 196-197.

71. Задачи компьютерного конструирования наполненных полимерных композиций / Б. А. Люкшин [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2004. - Т. 7. -С. 19-22.

72. Компьютерное конструирование наполненных полимерных композитов / Б. А. Люкшин [и др.]. - Томск : ТУСУР, 2007. - 216 с.

73. Шимановский А. О. Применение метода конечных элементов в решении задач прикладной механики / А. О. Шимановский, А. В. Путято. - Гомель : БелГУТ, 2008. - 61 с.

74. Григорьев Д. С. Зависимость прочностных и демпфирующих свойств композита от параметров исходных компонентов и технологии получения / Д. С. Григорьев, Т. Н. Стородубцева, Д. С. Кузнецов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - Т. 6, № 6 (42). - С. 102-104.

75. Шимановский А. О. Влияние физических и геометрических параметров включений на напряженно-деформированное состояние композита / А. О. Шимановский, А. Ю. Шуберт // Механика. Исследования и инновации. - 2019. -№ 12. - С. 206-211.

76. Димитриенко Ю. И. Моделирование и разработка трехслойных композиционных материалов с сотовым заполнителем / Ю. И. Димитриенко, Н. Н. Федонюк, Е. А. Губарева, С. В. Сборщиков, А. А. Прозоровский, В. С. Ерасов, Н. О. Яковлев // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Естественные науки. - 2014. - № 5 (56). -С. 66-81.

77. Галиев И. М. Конечноэлементная модель дисперсно-армированного композита / И. М. Галиев, С. С. Самакалев // Современные наукоемкие технологии. - 2019. - № 11-2. - С. 258-263.

78. Соколова Ю. А. Расчетно-экспериментальные исследования внутренних напряжений в строительных материалах / Ю. А. Соколова, В. И. Кондращенко, А. Г. Кесарийский, К. О. Мурадян, А. А. Казаков // Эксперт: теория и практика. -2020. - № 4 (7). - С. 60-65.

79. Пасовец В. Н. Анализ термонапряженного состояния наноструктурированных порошковых композитов с применением подходов адаптивного компьютерного моделирования / В. Н. Пасовец, В. А. Ковтун, Р. Л. Горбацевич // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. -2014. - Т. 14, № 3. - С. 74-78.

80. Mishnaevsky L. Damage mechanisms of hierarchical composites: computational modelling // Fizicheskaya Mezomekhanika. - 2015. - Vol. 18, № 5. -P. 137-143.

81. Плескачевский Ю. М. Компьютерное моделирование структуры и свойств композитов в нагруженных конструкциях / Ю. М. Плескачевский, А. О. Шимановский // Механика машин, механизмов и материалов. - 2016. - № 1 (34). - С. 41-51.

82. Сукиасов В. Г. Компьютерное моделирование механических испытаний композита на тканевой основе // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов: сборник материалов VII Международной конференции. - 2017. -С. 903-905.

83. Иванов К. А. Обзор современных информационных систем моделирования композиционных материалов / К. А. Иванов, С. В. Федоров // Информационные технологии. Проблемы и решения. - 2019. - № 1 (6). - С. 126-131.

84. Chernoglazov P. Computer modelling in the area of composite manufacturing / P. Chernoglazov, A. Busygin // Новые технологии, материалы и оборудование российской авиакосмической отрасли : материалы докладов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Казань, 2018. -С. 328-330.

85. Сидоренко С. И. «Прямая задача» и «обратная задача» инженерного конструирования материалов / С. И. Сидоренко, С. О. Замулко // Научные вести Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». - 2013. - № 4. - С. 148-151.

86. Кузнецов А. С. Компьютерное моделирование кинетики термоокисления эластомерного композита в программах tablecurve2d/3d // Международный научно-исследовательский журнал. - 2018. - № 3 (69). - С. 42-45.

87. Kiselyova N. N. Machine learning methods application to search for regularities in chemical data / N. N. Kiselyova, A. V. Stolyarenko, V. A. Dudarev // Data analytics and management in data intensive domains : proceedings of the XIX International conference DAMDID / RCDL'2017 / Под ред. Л.А. Калиниченко, Я. Манолопулос, Н.А. Скворцова, В.А. Сухомлина. - 2017. - С. 455-460.

88. Стешенко А. К. Информационная поддержка расчетов параметров термоэлектрических охладителей / А. К. Стешенко, В. А. Дударев // Тонкие химические технологии. - 2017. - Т. 12, № 3. - С. 95-100.

89. Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация / Пер. с англ. ; О. Зенкевич, К. Морган. - М. : Мир, 1986. - 318 с.

90. Работнов Ю.Н. Механика деформированного твердого тела / Ю. Н. Работнов. - М. : Наука, 1978. - 712 с.

91. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов / Пер. с англ. ; Л. Сегерлинд. - М. : Мир, 1979. - 392 с.

92. Zienkiewicz O. C. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals / O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, J. Z. Zhu. - 7th ed. - Butterworth-Heinemann, 2013. -756 p.

93. Hofmeister L. D. Large Strain, Elasto-Plastic Finite Element Analysis / L. D. Hofmeister, G. A. Greenbaum, D. A. Evensen // American Journal of Astronomy and Astrophysics. - 1971. - № 7. - P. 1248-1254.

94. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, де Ж. Фриз ; Пер. с англ. ; Под ред. Г. И. Марчука. - М. : Мир, 1981. - 304 с.

95. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018612580. Программа расчета эффективных деформационно-прочностных характеристик гетеромодульных композиционных полимерных материалов конструкционного и триботехнического назначения / Бочкарева С. А. (RU), Люкшин Б. А. (RU), Панин С. В. (RU), Панов И. Л. (KZ), Гришаева Н. Ю. (RU); правообладатель: Федеральное государственное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) (RU). Заявка № 2021663824; заявл. - 19.08.2021; дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ - 24 августа 2021 г.

96. Люкшин П. А. Определение эффективных теплофизических характеристик композиционного материала / П. А. Люкшин [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2008. - Т. 11, № 5. - С. 103-110.

97. Лурье С. А. Модифицированный метод Эшелби в задаче определения эффективных свойств со сферическими микро- и нановключениями / С. А Лурье, Ю. О. Соляев // Вестник ПГТУ. Серия Механика. - 2010. - № 1. - С. 80-90.

98. Bochkareva S. A. / Obtaining of specified effective mechanical, thermal, and electrical characteristics of composite filled with dispersive materials / S. A. Bochkareva, B. A. Lyukshin, P. A. Lyukshin, N. Y. Matolygina, N. Y. Grishaeva, I. L. Panov // Inorganic Materials: Applied Research. - 2017. - Vol. 8, is. 5. - P. 651-661. -DOI: 10.1134/S2075113317050070.

99. Friedrich K. Polymer composites for tribological applications // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. - 2018. - № 1. - P. 3-39.

100. Kurtz S. M. UHMWPE Biomaterials Handbook: Ultra High Molecular Weight Polyethylene in Total Joint Replacement and Medical Devices. - 3rd ed. -Norwich: William Andrew Publishing, 2016. - 568 р.

101. Fu J. UHMWPE Biomaterials for Joint Implants Structures, Properties and Clinical Performance / J. Fu, Z. M. Jin, J. W. Wang. - Singapore : Springer Science+Business Media Singapore, 2019. - 339 р. - (Springer Series in Biomaterials Science and Engineering. - Vol. 13).

102. Ramli M. S. FDM Preparation of Bio-Compatible UHMWPE Polymer for Artificial Implant / M. S. Ramli, M. S. Wahab, M. Ahmad, A.S. Bala // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2016. - № 11. - P. 5473-5480.

103. Baena J. C. Wear Performance of UHMWPE and reinforced UHMWPE composites in arthroplasty applications: A review / J. C. Baena, J. Wu, Z. Peng. -Lubricants, 2015. - № 3. - P. 413-436.

104. Wang Y. Friction and wear characteristics of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) composites containing glass fibers and carbon fibers under dry and water-lubricated conditions / Y. Wang, Z. Yin, H. Li, G. Gao, X. Zhang // Wear. -2017. - № 380. - P. 42-51.

105. Pious C. V. Polymeric materials—Structure, properties, and applications // Printing on Polymers: Fundamentals and Applications / C. V. Pious, J. Izdebska, S. Thomas, Eds. - William Andrew Publishing: Norwich, 2016. - P. 21-39.

106. Panin V. E. Comparison of mechanical and tribotechnical properties of polymer composites made of UHMWPE powders of different size // Proceedings of the Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures. Tomsk, Russia, October 01-05, 2018 / V. E. Panin, S. G. Psakhie, V. M. Fomin, Eds. - Melville : American Institute of Physics, 2018. - P. 2051.

107. Saikko V. Effect of contact area on the wear and friction of UHMWPE in circular translation pin-on-disk tests // Journal of Tribology. - 2017. - № 139. -P. 061606.

108. Chukov D. I. Investigation of structure, mechanical and tribological properties of short carbon fiber reinforced UHMWPE-matrix composites / D. I. Chukov, A. A. Stepashkin, A. V. Maksimkin, V. V. Tcherdyntsev, S. D. Kaloshkin, K. V. Kuskov, V. I. Bugakov // Composites Part B Engineering. - 2015. - № 76. - P. 79-88.

109. Liu T. Enhanced wear resistance of high-density polyethylene composites reinforced by organosilane-graphitic nanoplatelets / T. Liu, B. Li, B. Lively, A. Eyler, W. Zhong // Wear. - 2014. - № 309. - P. 43-51.

110. Kumar R. M. Effects of carbon nanotube aspect ratio on strengthening and tribological behavior of ultra high molecular weight polyethylene composite / R. M. Kumar, S. K. Sharma, B. V. M. Kumar, D. Lahiri // Composites. Part A - Applied Science and Manufacturing. - 2015. - № 76. - P. 62-72.

111. Panin S. V. Effect of Adhesion on Mechanical and Tribological Properties of Glass Fiber Composites, Based on Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Powders with Various Initial Particle Sizes / S. V. Panin, L. A. Kornienko, Q. Huang, D. G. Buslovich, S. A. Bochkareva, V. O. Alexenko, I. L. Panov, F. Berto // Materials. -2020. - Vol. 13, is. 7. - Article number 1602. - 26 p. - URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/13/7/1602 (дата обращения: 15.04.2024).

112. Chen J. Graphene oxide/PVA inorganic/organic interpenetrating hydrogels with excellent mechanical properties and biocompatibility / J. Chen, X. Shi, L. Ren, Y. Wang // Carbon. - 2017. - № 111. - P. 18-27.

113. Panin S. V. Design of wear-resistant UHMWPE-based Composites Loaded with Wollastonite Microfibers Treated with Various Silane Coupling Agents /

S. V. Panin, Q. Huang, V. O. Alexenko, D. G. Buslovich, L. A. Kornienko, F. Berto, S. A. Bochkareva, I. L. Panov, N. V. Ryabova // Applied Sciences (Basel). - Vol. 10, is. 13. - 2020. - Article number 4511. - 30 p. - URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/10/13/4511 (дата обращения: 15.04.2024). - DOI: 10.3390/app10134511.

114. Панин С. В. Компьютерный дизайн состава экструдируемых полимер-полимерных СВМПЭ композитов с заданными антифрикционными и механическими свойствами / С. В. Панин, С. А. Бочкарева, Д. Г. Буслович, Л. А. Корниенко, Б. А. Люкшин, И. Л. Панов, С. В. Шилько // Трение и износ. - 2019. -Т. 40, № 6. - С. 661-672.

115. Panin S. V. Structure, as well as the tribological and mechanical properties, of extrudable polymer-polymeric UHMWPE composites for 3D printing / S. V. Panin, D. G. Buslovich, L.A. Kornienko, V. O. Alexenko, Yu. V. Dontsov, S. V. Shil'ko // Journal of Friction and Wear. - 2019. - Vol. 40, № 2. - P. 107-115.

116. Grishaeva N. Yu. Content optimization of polyphenylene sulfide composites filled with carbon fibers of different size / N. Yu. Grishaeva, S. A. Bochkareva, S. V. Panin, L. T. M. Hiep, B. A. Lyukshin, I. L. Panov, N. D. Ahn // AIP Conference Proceedings. - 2019. - Vol. 2167, is. 1 : International Conference on Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures. Tomsk, Russia, October 01-05, 2019. - Article number 020121. - 4 p. - URL: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/2167/1/020121/889359/Content-optimization-of-polyphenylene-sulfide (дата обращения: 15.04.2024).

117. Lyukshin B. A. Design of Polymer Composites Based on Visualization of Experimental Data / B. A. Lyukshin, S. A. Bochkareva, L. A. Kornienko, N. Yu. Grishaeva, I. L. Panov, D. G. Buslovich, S. V. Panin // AIP Conference Proceedings. -2020. - Vol. 2310 : Proceedings of the international conference on physical mesomechanics. Materials with multilevel hierarchical structure and intelligent manufacturing technology. Tomsk, Russia, October 05-09, 2020. - Article number 020190. - 5 p. - URL: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/2310/1/020190/789681/ Design-of-polymer-composites-based-on (дата обращения: 15.04.2021).

118. Panin S. V. Experimental-Theoretical Design of Multicomponent UHMWPE Composites with Prescribed Mechanical and Tribotechnical Properties / S. V. Panin, N. Yu. Grishaeva, P. A. Lyukshin, B. A. Lyukshin, I. L. Panov, S. A. Bochkareva, N. Y. Matolygina, V. O. Aleksenko, D. G. Buslovich // AIP Conference Proceedings. - 2018. - Vol. 2053 : Proceedings of the 12th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures. Ekaterinburg, Russia, May 21-25, 2018. -Article number 030051. - 6 p. - URL: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/2053/!/ 030051/852334/Experimental-theoretical-design-of-multicomponent (дата обращения: 15.04.2021).

119. Bochkareva S. A. Experimental-theoretical technique for design antifriction polyetheretherketone composites of optimum composition / S. A. Bochkareva, N. Yu. Grishaeva,, B. A. Lyukshin, S. V. Panin, N. Y. Matolygina, A. V. Byakov, I. L. Panov, D. A. Nguyen // AIP Conference Proceedings. - 2018. - Vol. 2051 : Proceedings of the Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures. Tomsk, Russia, October 01-05, 2018. - Article number 020034. - 5 p. - URL: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/2051/1/020034/605559/Experimental-theoretical-technique-for-design (дата обращения: 15.04.2021). - DOI: 10.1063/1.5083277.

120. Панин С. В. Получение рецептуры композиций с заданными свойствами на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена / С. В. Панин, Н. Ю. Гришаева, П. А. Люкшин, Б. А. Люкшин, И. Л. Панов, С. А. Бочкарева, Н. Ю. Матолыгина, В. О. Алексенко // Перспективные материалы. - 2018. - № 10. - С. 5-14. - DOI: 10.30791/1028-978X-2018-10-5-14.

121. Grishaeva N. Yu. Experimental Study and Multilevel Modeling of Effective Properties of Polyphenylene Sulfide Based 3-Component Composites / N. Yu. Grishaeva, S. V. Panin, S. A. Bochkareva, B. A. Lyukshin, I. L. Panov, E. I. Mukhortin, L. M. T. Hiep, V. O. Aleksenko, // AIP Conference Proceedings. - 2019. - Vol. 2167, is. 1 : International Conference on Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures. Tomsk, Russia, October 01-05, 2019. - Article number 020122. - 4 p. - URL: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/2167/1/

020122/889641/Experimental-study-and-multilevel-modeling-of (дата обращения: 15.04.2021).

122. Panin S. V. The effect of annealing of milled carbon fibers on the mechanical and tribological properties of solid-lubricant thermoplastic polyimide-based composites / S. V. Panin, J. Luo, V. O. Alexenko, D. G. Buslovich, L. A. Kornienko, S. A. Bochkareva, I. L. Panov // Polymer Engineering and Science. - Vol. 60, № 11. - 2020. - P. 27352748. - DOI: 10.1002/pen.25504.

123. Kosmachev P. V. Structure and Deformation Behavior of Polyphenylene Sulfide Based Laminates Reinforced with Carbon Fiber Tapes Activated by Cold Atmospheric Plasma / P. V. Kosmachev, S. V. Panin, I. L. Panov, S. A. Bochkareva // Polymers. - 2024. - Vol. 16, is. 1. - Article number 121. - 19 p. - URL: https://www.mdpi.com/2073-4360/16/1/121 (дата обращения: 25.03.2024).

124. Panin S. V. Computer-aided Design of Polymer-based Composites Using Multiscale Models / S. V. Panin, B. A. Lyukshin, N. Yu. Grishaeva, S. A. Bochkareva, I. L. Panov // Журнал Сибирского федерального университета. Математика и физика. - № 17 (1). - 2024. - С. 65-74.

125. Kosmachev P. V. Surface Modification of Carbon Fibers by Low-Temperature Plasma with Runaway Electrons for Manufacturing PEEK-Based Laminates / P. V. Kosmachev, S. V. Panin, I. L. Panov, S. A. Bochkareva // Materials. - Vol. 15. -2022. - Article number 7625. - 20 p. - URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/15/21/7625 (дата обращения: 20.03.2024).

126. Космачев П. В. Влияние плазменной модификации базальтовых волокон на физико-механические характеристики слоистых композитов со связующим из полиэфирэфиркетона / П. В. Космачев, С. В. Панин, И. Л. Панов, Л. К. Шаймерденова, А. Е. Винник // Известия вузов. Физика. - 2022. - Т. 65, № 12. -С. 139-145. - DOI: 10.17223/00213411/65/12/139.

127. Panin S. V. Experimental and Numerical Studies on the Tensile Strength of Lap Joints of PEEK Plates and CF Fabric Prepregs Formed by Ultrasonic Welding / S. V. Panin, S. A. Bochkareva, I. L. Panov, V. O. Alexenko, A. V. Byakov, B. A. Lyukshin // Advanced Structured Materials. - 2023. - Vol. 196 : Progress in Continuum Mechanics.

- Chap. 19. - P. 321-354. - URL: https://doi.org/10.1007/978-3-031-43736-6_19 (дата обращения: 20.03.2024).

128. Vail J. R. Polytetrafluoroethylene (PTFE) fiber reinforced polyetheretherketone (PEEK) composites / J. R. Vail, B. A. Krick, K. R. Marchman, W. G. Sawyer // Wear. - 2011. - № 270. - P. 737-741.

129. Stoeffler K. Polyphenylene sulfide (PPS) composites reinforced with recycled carbon fiber / K. Stoeffler, S. Andjelic, N. Legros, J. Roberge, S.B. Schougaard // Composites Science and Technology. - 2013. - № 84. - P. 65-71. - DOI: 10.1016/j.compscitech.2013.05.005.

130. Sebastian R. Friction and wear of PPS/CNT nanocomposites with formation of electric isolating transfer films / R. Sebastian, A. Noll, G. Zhang, T. Burkhart, B. Wetzel // Tribology International. - 2013. - № 64. - P. 187-195. - DOI: 10.1016/j.triboint.2013.04.004.

131. Panin S. V. Material design methodology for optimized wear-resistant thermoplastic-matrix composites based on polyetheretherketone and polyphenylene sulfide / S. V. Panin, B. A. Lyukshin, S. A. Bochkareva, L A. Kornienko, N. D. Anh, L. M. Hiep, I. L. Panov, N. Yu. Grishaeva // Materials. - Vol. 13, is. 3. - 2020. - Article number 524. - 22 р. - URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/13/3/524 (дата обращения: 20.03.2024).

132. Бочкарева С. А. Получение композиций с заданным набором физико-механических свойств с использованием трех управляющих параметров / С. А. Бочкарева, Н. Ю. Гришаева, Б. А. Люкшин, И. Л. Панов, С. В. Панин // Физическая мезомеханика. - 2020. - Т. 23, № 4. - С. 43-50.

133. Панин С. В. Разработка оптимального состава трехкомпонентных высокопрочных износостойких композитов на основе полиимида / С. В. Панин, Ц. Ло, Д. Г. Буслович, Л. А. Корниенко, В. О. Алексенко, С.А. Бочкарева // Прикладная механика и техническая физика. - 2021. - Т. 62, вып. 6. - С. 62-171.

134. Бочкарева С. А. Разработка износостойкого экструдируемого композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с заранее заданными свойствами / С. А. Бочкарева, Н. Ю. Гришаева, Д. Г. Буслович,

Л. А. Корниенко, Б. А. Люкшин, С. В. Панин, И. Л. Панов, Ю. В. Донцов // Механика композитных материалов. - 2020. - Т. 56, № 1. - С. 27-43.