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 алгоритмів та пакетів прикладних програм (ППП) для дослідження напружено-деформованого стану (НДС) та міцності порожнистих багатошарових композитних та металокомпозитних циліндрів і сфер при внутрішньому імпульсному навантаженні вибухом вибухової речовини (ВР) в середині оболонок;
2. розробка нових критеріїв міцності анізотропних матеріалів;
3. теоретичне (чисельне та аналітичне) дослідження впливу на НДС та міцність порожнистих багатошарових композитних та металокомпозитних циліндрів і сфер виду імпульсного навантаження, місця розташування заряду вибухової речовини (ВР) всередині оболонки, багатошаровості, схем армування, сполучення шарів, крайових та хвильових ефектів, критеріїв міцності, визначення оптимального співвідношення шарів та схем армування, тощо;
4. розробка методик проектування оптимальних порожнистих багатошарових композитних та металокомпозитних циліндрів і сфер;
5. теоретичне визначення пружних та міцністних характеристик композиційних матеріалів;
6. моделювання параметрів зовнішнього навантаження при вибусі сферичного заряду вибухової речовини;
7. розробка аналітичних, чисельних та експериментальних методів аналізу та встановлення закономірностей високотемпературної повзучості і тривалої міцності жароміцних матеріалів;
8. розробка рівнянь стану для опису процесів повзучості матеріалів для широких діапазонів температур і діючих напружень та методів інтер- та екстраполяції діаграм тривалої міцності, в тому числі, виходячи із експериментальних даних обмеженої тривалості;
9. вивчення закономірностей деформування і несучої здатності композиційних матеріалів, армованих односпрямованими волокнами та тканинами на їх основі, при кімнатних і високих температурах. Визначення температурних залежностей діаграм деформування та характеристик жорсткості, армованих композиційних матеріалів, в рамках моделей ортотропного тіла;
10. розробка математичних моделей для описання напружено-деформованого стану та міцності шаруватих тіл обертання, виготовлених методом неперервного намотування, та прогнозування механічної поведінки композиційних матеріалів при високих температурах із урахуванням незворотних змін тепломеханічних та теплофізичних властивостей і процесів абляції.
11. експериментальне дослідження закономірностей непружного нестаціонарного деформування і руйнування при динамічному навантаженні;
12. встановлення критеріїв граничного стану матеріалів, елементів конструкцій при дії ударного, вибухового та інших видах імпульсного навантаження.

В підрозділі наявне унікальне обладнання, а саме стенди для досліджень за імпульсного навантаження, які входять у «Комплекс випробувальних стендів для дослідження міцності матеріалів та елементів конструкцій в екстремальних умовах термосилового навантаження Інституту проблем міцності імені Г.С. Писаренка і які є об’єктом національного надбання України (розпорядження КМ України № 665-р від 27.12.2006р.).

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

• випробувальний стенд ПК30(14) – визначення особливостей взаємодії елементів ураження довільної форми з масою до 400 г і діаметром до 30 мм з перешкодами при швидкості удару до 1000 м/с;
• випробувальний стенд ПК80М – визначення особливостей взаємодії елементів ураження довільної форми з масою до 15 г і діаметром до 9 мм з перешкодами при швидкості удару до 800 м/с;
• випробувальний стенд ПК80 – дослідження особливостей деформування і руйнування конструкційних металевих матеріалів і визначення їх динамічної границі плинності в широкому діапазоні швидкостей деформації;
• випробувальний стенд ПК90 – дослідження особливостей деформування і руйнування конструкційних металевих матеріалів і визначення їх динамічної границі плинності в широкому діапазоні швидкостей деформації;
• випробувальний стенд ВК-2 – дослідження особливостей деформування і руйнування конструкційних металевих матеріалів і визначення їх динамічної границі плинності при розтязі;
• маятниковий копер КМ-30 – визначення інтервалу в'язко-крихкого переходу та критичної температури крихкості.
• сертифіковану лабораторію для експериментального дослідження повзучості та тривалої міцності жароміцних матеріалів в умовах розтягу при постійному напруженні в діапазоні 20…950°С, що нараховує 30 установок AIMA-2.
• сучасну сервогідравлічну систему для випробувань матеріалів при складному напруженому стані (розтяг–кручення по заданим траєкторіям напружень або деформацій) моделі BISS Bi-00701.
• температурні камери та відповідне обладнання для проведення випробувань на розтяг, стиск, згин, зріз та зминання при температурах 20…950°С.

Напрямки досліджень:

1. Розробка методів оцінки статичної та циклічної міцності металевих конструкційних матеріалів при складному напруженому стані з урахуванням їх експлуатаційної пошкоджуваності.
2. Чисельне дослідження напружено-деформованого стану та міцності порожнистих металокомпозитних циліндрів і сфер при внутрішньому вибуховому навантаженні.
3. Дослідження високотемпературної повзучості і тривалої міцності жароміцних матеріалів та закономірностей деформування шаруватих вулепластиків при підвищених температурах.
4. Розробка експериментально-розрахункових методів оцінки напружено-деформованого стану та міцності композиційних елементів конструкцій авіакосмічної техніки.
5. Розроблення методики визначення ударної стійкості високоміцних сталей в широкому діапазоні швидкостей деформації для підвищення стійкості захисних елементів конструкцій.
6. Підвищення пробивної здатності елементів ураження при ударній взаємодії з високоміцними перешкодами.
7. Дослідження фізико-механічних характеристик полімерних композитів при високих температурах та закономірностей деформування багатошарових оболонок при динамічному навантаженні.
8. Дослідження особливостей ударної взаємодії об'єктів циліндричної форми з одношаровими перешкодами.
9. Чисельне дослідження впливу фізико-механічних характеристик складових композиційних матеріалів на напружено-деформований стан і міцність металокомпозитних оболонок при динамічному навантаженні та композитних матеріалів за високих температур

Сфери застосування результатів досліджень:

1. оборонна промисловість;
2. авіаційна промисловість;
3. ракето-космічна галузь;
4. машинобудування

Підрозділ займається розвитком як фундаментальних, так і прикладних досліджень. При цьому використовується комплексний підхід, який включає як теоретичні методи досліджень, чисельні методики так і експериментальне дослідження напружено-дефрмованого 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. При цьому наявне у відділі сучасне експериментальне обладнання дозволяє проводити випробування металевих та композиційних матеріалів при складному напруженому стані (розтяг–кручення по заданим траєкторіям напружень або деформацій), експериментальне дослідження повзучості та тривалої міцності жароміцних матеріалів в умовах розтягу при постійному напруженні в діапазоні температур 20…950°С та дослідження особливостей деформування і руйнування конструкційних металевих матеріалів за умов високошвидкісного навантаження (особливості ударної взаємодії елементів ураження з перешкодами, визначення їх динамічної границі плинності в широкому діапазоні швидкостей деформації, визначення інтервалу в'язко-крихкого переходу та критичної температури крихкості).

Досвід наших фахівців та наявна експериментально-розрахункова база дозволяють виконувати широкий спектр досліджень. У відділі виконується дві роботи у рамках відомчої тематики Інституту. Також співробітники підрозділу залучаються до виконання робіт спільно з іншими підрозділами установи в рамках конкурсної та договірної тематики Інституту.

Підрозділ зацікавлений у співпраці з іншими науковими закладами та підприємствами для виконання замовлень та спільних робіт.