Фундаментальні наукові дослідження

Розробка засад комплексної експрес-діагностики функціонального стану біологічних об`єктів.

Проведено дослідження діагностичних можливостей методів інфрачервоної термографії та транскутанної киснеметрії. За результатами досліджень розроблено та експериментально апробовано новий різновид комплексного методу неінвазивної експрес-діагностики організму in-vivo, який дозволяє виявляти різні патологічні стани організму на ранніх стадіях їх виникнення.

Розробка теоретичних засад проектування елементів дифракційної оптики та систем на їх основі

Вирішена наукова проблема розробки теоретичних засад проектування елементів дифракційної оптики та систем на їх основі. На основі досліджень отримані такі результати:

Отримано наближене рівняння дифракції Френеля, яке використовується при проектуванні оптичних систем на основі теорії дифракції.

Створення узагальненої дискретної моделі процесів формування полімерних виробів з урахуванням напружено-деформованого стану конструктивних елементів машин при складному термосиловому навантаженні

Розроблена універсальна дискретна математична модель неізотермічного руху полімерних середовищ в каналах переробного обладнання в процесах плавлення, температурної гомогенізації та формування з урахуванням впливу деформації конструктивних елементів обладнання, що базується на рівняннях механіки суцільних середовищ. Реалізацію моделі здійснено на базі моментної схеми методу скінченних елементів з застосуванням 9-точкового елементу.

Загальна теорія визначення завантаження різальної частини лезового інструменту

Загальна теорія визначення завантаження різальної частини лезового інструменту, котра незалежно від його конструкції та схеми зрізування припуску, включає теорію визначення швидкостей різання при різних кінематичних схемах та теорію визначення товщин зрізу в процесі різання в будь-якій точці леза інструменту. На її основі розроблені нові математичні залежності та методики розрахунку завантаження робочої частини для різних видів інструменту.

Розроблення нових феноменологічних моделей та узагальненого методу прогнозування ресурсу експлуатації елементів конструкцій із композиційних матеріалів з врахуванням пошкоджуваності

Запропоновано нові теорії розрахунку ефективних напружень в металевих та композиційних (КМ) конструкційних матеріалах при складному пружнопластичному статичному і малоцикловому деформуваннях на основі концепції тензорів пошкоджуваності та з врахуванням функції пошкоджуваності. Отримано інваріанти тензорів і девіаторів пошкоджуваності та функції пошкоджуваності при пружнопластичному деформуванні конструкційного КМ, які враховують кінетику накопичення розсіяного руйнування від його зародження порогового значення до руйнування (на стадії зародження макротріщини).

Вилучення іонів важких металів із стічних вод за допомогою магнітокерованої біосорбції

Отримано зображення комплексів магнітні наночастки-біосорбент (дріжджі S.cerevisiae) до та після процесу біосорбції. Визначене співвідношення між активною та пасивною магнітокерованою біосорбцію в залежності від тривалості процесу сорбції. Визначене співвідношення між активною та пасивною магнітокерованою біосорбцією в залежності від величини зовнішнього магнітного поля. Визначене співвідношення між активною та пасивною магнітокерованою біосорбцією в залежності від кількості магнітних наночасток, прикріплених до поверхні біосорбенту.

Термомолекулярна енергетика: дослідження термодинамічних функцій та природи гістерезиса в процесах «стиснення-розширення» звичайних і конфігураційних репульсивних клатратів.

У результаті виконання роботи отримано синтез уявлень про природу гістерезису в репульсивних клатратах з урахуванням теоретичних і експериментальних досліджень: співставлено експериментальні дані з гістерезису і теоретичні уявлення для процесів стиснення-розширення репульсивних клатратів. Напрацьовано рекомендації з вибору компонент репульсивних клатратів в залежності від їх функціонального призначення – акумулювання, дисипація або перетворення енергії.

Моделювання процесів міжфазної взаємодії при електродуговому зварюванні та наплавленні під флюсом

Показано, що для оцінки металургійних властивостей флюсів при електродуговому зварюванні у більшості моделей обмежуються розглядом реакції шлак-метал, що суперечить фізичній моделі електродугового зварювання під флюсом. Існування газової фази, та її вплив на хімічні процеси на міжфазних поверхнях ігнорується.

Мікро- та наноструктурні процеси в поверхневих шарах конструкційних сплавів за умов високоенергетичної обробки.

Проведено комплекс експериментальних досліджень, результати яких дозволили встановити вплив режимів ультразвукової ударної обробки (УЗУО) на повітрі, в інертній атмосфері та середовищі рідкого азоту на мікротвердість, тонку мікроструктуру, фазовий та хімічний склад поверхневих шарів алюмінієвого сплаву Д16 та титанового сплаву ВТ6.

Закономірності формування біосумісних захисних покриттів на титанових та залізних сплавах для штучних протезів та медичного інструменту.

Встановлено закономірності структурно-фазових перетворень при формуванні біосумісних захисних покриттів методами комплексної високоенергетичної обробки, що дозволяє свідомо керувати процесами їх створення, а також комплексом експлуатаційних властивостей. Важливою характеристикою біосумісних покриттів є їх міцний зв'язок з основою, що забезпечує довговічність існування імплантатів в організмі людини.

Сторінки