Розробка фізично і експериментально обґрунтованих моделей динамічного деформування і руйнування ізотропних та анізотропних конструкційних матеріалів і критеріїв граничного стану; теоретичне та експериментальне дослідження напружено-деформованого стану і несівної здатності елементів конструкцій з врахуванням впливу середовища, температурно-силового режиму навантаження і удосконалення на основі отриманих результатів методів розрахунку на міцність машин і споруд.

Розрахунково-аналітичні та експериментальні дослідження процесів високотемпературної повзучості та тривалої міцності жароміцних матеріалів, розробка рівнянь стану для опису тривалих процесів деформування, прогнозування тривалої міцності матеріалів, виходячи із експериментальних даних обмеженого терміну досліджень, встановлення закономірностей деформування та міцності композиційних матеріалів при кімнатній та підвищених температурах, розробка методів досліджень для опису деформування та оцінки несучої здатності композитів і елементів конструкцій на їх основі при статичному навантаженні.

В рамках реалізації сформульованих наукових напрямків у відділі вирішуються такі задачі:

1. Розробка розрахунково-експериментальних методів оцінки характеристик опору втомі конструкційних сплавів з урахуванням мікроструктурних, конструкційних та експлуатаційних чинників.
2. Застосування енергетичних і деформаційних критеріїв втоми для прогнозування довговічності металевих матеріалів і елементів конструкцій на стадіях зародження і росту втомних тріщин в зонах локалізації деформацій за різних мод і режимів циклічного навантаження, включаючи дію контактних напружень і сил тертя.
3. Експериментальні дослідження характеристик опору втомі конструкційних сплавів за різних умов циклічного навантаження.
4. Експериментальні вивчення закономірностей пошкоджуваності та опору руйнуванню крихких матеріалів при локальних крайових навантаженнях та контактній взаємодії з використанням різноманітних інденторів та пуансонів.

Для проведення експериментальних досліджень відділ має таку матеріально-технічну базу:

• Установка ВЛ-3, на базі електродинамічного вібростенду ВЕДС-400А;
• Установка вібраційна електродинамічна УВЕ 5/10000;
• Універсальна електрогідравлічна випробувальна машина 3201 УЕ-20;
• Універсальна гідравлічна експериментальна установка ZD-4 (Німеччина) з вимірювальною системою GT-12-M18 та програмним забезпеченням «GlassBend» (максимальне навантаження 4 тони);
• Універсальна гідравлічна експериментальна установка ZD-40 (Німеччина) для дослідження великогабаритних зразків розмірами до 600 мм та товщиною до 16 мм (максимальне навантаження 40 тонн);
• Металургійний мікроскоп Soptop ICX41M з цифровою камерою Sigeta 10.0MP USB3.0 та програмним продуктом ToupView;
• Металургійний інвенторний мікроскоп Sigeta MM700 з встановленим відео-окуляром та програмним забезпеченням;
• Мікроскоп бінокулярний стереоскопічний МБС-9, оснащений відео-окуляром та комп’ютерною програмою VidCap32;
• Відділ активно використовує для випробувань на втому резонансну установку RUMUL Testronic 50kN, яка знаходиться у загальному користуванні дослідників Інституту.

Напрямки наукових досліджень:

1. Розробка новітніх методів прогнозування втомної довговічності металевих матеріалів з урахуванням особливостей стадій процесу втоми у різних мікроструктурах.
2. Виконання оцінки втомної довговічності до ініціювання тріщини від концентратора напружень і під час її росту до руйнування в металевих зразках/елементах конструкцій за постійного та змінного розмаху прикладених номінальних напружень, використовуючи при цьому, як вихідні дані, характеристики статичної міцності та мікроструктури вихідного матеріалу.
3. Проведення теоретично-експериментального визначення характеристик опору втомі та фретинг-утомі зразків і елементів конструкцій, включаючи габаритні, за умов циклічного згину та розтягу-стиску.
4. Проведення експериментального визначення характеристик втомної тріщиностійкості металевих матеріалів на призматичних консольних зразках в умовах циклічного згину і на компактних зразках в умовах розтягу-стиску за різних асиметрій циклу.
5. Проведення експериментальних досліджень закономірностей пошкодження та опору руйнуванню крихких та квазікрихких матеріалів таких як скло, кераміка, ситали та тверді сплави при крайовому локальному навантаженні з використанням різних типів інденторів, враховуючи рівень прикладеного зусилля, вплив попереднього пошкодження та особливості утворених відколів.
6. Експериментальні дослідження впливу зміни структури і стану поверхневих шарів конструкційних матеріалів після застосування поверхневих обробок і покриттів на їх характеристики втоми.
7. Експериментальні дослідження багатоциклової довговічності натурних лопаток турбін, компресорів та інших негабаритних елементів конструкцій в умовах вимушених резонансних коливань, включаючи зародження і ріст тріщин у пері і замковому з’єднанні лопатки.
8. Проведення досліджень механічної поведінки та граничного стану композитних і гібридних конструкцій з крихких матеріалів з урахуванням характеру та ступеня деградації механічних властивостей силових і адгезійних структурних елементів при різних видах статичного навантаження та контактній взаємодії.
9. Проведення комплексного вивчення механічної поведінки модифікованих крихких матеріалів в умовах експлуатаційних навантажень з урахуванням макро- і мікро-дефектності та ролі визначальних різномасштабних факторів, застосовувати статистичні методи аналізу для достовірного прогнозування рівня пошкоджуваності, оцінки працездатності та ресурсу відповідальних конструкційних елементів, деталей машин та технічних виробів різноманітного призначення.
10. Експериментальні дослідження механічних властивостей крихких матеріалів за статичних та динамічних навантажень з урахуванням впливу дефектності, механічного стану, масштабного ефекту та умов навантаження.

Перелік деяких науково-дослідних проектів, які виконані відділом останнім часом:

1. Дослідження тривалості стадій втомного пошкодження металевих матеріалів за різного ступеня неоднорідності напружено-деформованого стану
2. Пошкоджуваність та міцність перспективних крихких матеріалів і елементів залежно від структури, методів модифікації та умов термомеханічного навантаження
3. Розробка методологічних основ експериментальної оцінки пошкодження, міцності та ресурсу світлопрозорих багатошарових елементів конструкцій літальних апаратів за ударного навантаження
4. Опір руйнуванню та граничний стан композитних і гібридних елементів конструкцій на основі крихких матеріалів з урахуванням характеру і ступеня експлуатаційної деградації в умовах статичного та динамічного навантаження
5. Розробка методів оцінки втомного пошкодження металічних матеріалів на стадіях зародження і росту тріщин
6. Методологічні засади оцінки граничного стану та ресурсу структурних елементів скління літальних апаратів у складних та екстремальних умовах навантаження з урахуванням залишкових напружень і дефектності модифікованого скла
7. Вивчення впливу дефектності, механічного стану та умов навантаження на масштабний ефект міцності елементів з модифікованих крихких матеріалів
8. Розробка новітніх методів прогнозування втомної довговічності металевих матеріалів з урахуванням особливостей стадій процесу втоми у різних мікроструктурах

Сфери застосування результатів досліджень:

1. авіаційна промисловість;
2. машинобудування

Відділ займається фундаментальними та прикладними дослідженнями.

У відділі виконується дві роботи у рамках відомчої тематики Інституту.