АРАН. Фонд 2213.

Институт прикладной механики (ИПРИМ)

Входил в состав Отделения проблем машиностроения, механики и процессов управления (ОПММПУ).

Институт прикладной механики создан в Москве по постановлению директивных инстанций от 8 августа 1987г. и постановления Президиума АН № 926 от 21 ноября 1989г.1 По распоряжению Президиума АН от 12 августа 1992г. и в соответствии с постановлением Бюро ОПММПУ от 31 октября 1991г. ИПРИМ было поручено провести Международный симпозиум «Современные проблемы реологии, биореологии и биомеханики»2.

В 1998 г. к Институту прикладной механики РАН был присоединен Отдел механико-математических методов в технологических и экономических разработках при Президиуме РАН.

ИПРИМ РАН готовит аспирантов и докторантов по специальностям: 01.02.04 — механика деформируемого твердого тела; 01.04.07 — физика конденсированного состояния. В ИПРИМ РАН работает диссертационный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций: 01.02.04 — механика деформируемого твердого тела; 01.02.05 — механика жидкости, газа и плазмы.

Директором-организвтором института был ак. И.Ф. Образцов (1989-1997гг.). В апреле 1998 г. И.Ф.Образцов перешел на должность научного руководителя Института, а директором ИПРИМ РАН был избран доктор технических наук, профессор Яновский Юрий Григорьевич – крупный ученый механик, специалист в области неньютоновской механики, реологии, механики структурированной и гетерогенной среды, вычислительной механики.

В работе приняли участие: Е.М. Силин, Ю.Г. Яновский, А.А. Мовчан, С.А. Лурье, В.Д. Лебедев, И.Ю. Колесников, Н.В. Никитин, Ф.Н. Шклярчук, А.И. Малкин, Ю.А. Басистов, Г.П. Меньшиков, В.Н. Бакулин, В.П. Воротилин, И.В. Лебедь, И.М. Юрьев, В.И. Кондратьев и др.

Основные направления научной деятельности института: физико-химическая механика прочности и разрушения твердых тел; Механика структурированных и гетерогенных сред, адаптивных материалов и систем; механика конструкций из композиционных материалов; физико-химическая механика высокоскоростных процессов; физико-химическая механика в биологических и физиологических процессах; физико-химическая механика газожидкостных и дисперсных сред, многофазных сред с химически реагирующими компонентами; разработка теоретических основ создания новых технологических процессов на основе достижений физико-химической механики и гидро-аэромеханики.

В институте был разработан метод прямого численного интегрирования полных уравнений Навье-Стокса для исследования формирования закономерностей функционирования турбулентных течений. Создана энтропийная микромеханическая модель накопления повреждений в композитах в процессе деформирования с определением поврежденности как результата развития всех известных видов микродефектов материала. На базе многоуровневой структурной модели гетерогенной среды и нанотехнологического принципа конструирования перспективных композитов разработаны алгоритмы и программы «компьютерного синтеза» структуры, а также определения физико-механических свойств композитов с полимерными ингредиентами. Сформулированы физико-математические модели деформирования материала, содержащего активные пьезоэлементы. Создана обобщенная многопараметрическая кинетическая теория неоднородных сред, кот. позволила решить ряд фундаментальных и прикладных проблем. В области практических разработок в ин-те по постановлению ГКНТ СССР № 1020 от 5 декабря 1990г. разработана технология упрочнения режущего инструмента методом лазерной закалки с ресурсом в 6-8 раз превышающая прочность серийных изделий. На основе исследования фрикционных свойств «живых подшипников» - синовиальных суставов изготовлен прибор для лечения тяжело пораженных суставов и совместно с ЦИТО Минздрава РФ разработана методика их лечения. Созданы основы двухступенчатой технологии взрывной разделки крупногабаритных отходов металлургического производства. Созданы основы технологии резки металлоконструкций на металлолом с использованием адсорбционно-активных сред. Совместно с ЦНИИМАШ и РКК «Энергия» отработана и предложена к использованию перспективная защита служебного модуля МКС «Альфа». Разработан и внедрен на многих заводах страны высокоэффективный катализатор синтеза фталевого ангидрида. Разработан и прошел все испытания универсальный экологически чистый автомобиль с добавками криогенного жидкого водорода. Разработана методика лазерной флуоресценции, кот. позволила обнаружить трехмерную структуру потоков, даже в сугубо плоских каналах, что подтверждает теорию турбулентности В.В. Струминского. Был предложен, разработан и получил высокую оценку заинтересованных ведомств новый метод захоронения атомных реакторов типа Чернобыльского и реакторов подводного флота и др.

Институт проводит совместные работы с рядом научно-исследовательских организаций: ОАО НИИ шинной промышленности (НИИШП, г. Москва), ФГНУ ГНТЦ "Наука" (г. Москва), ФГУП ГНЦ Центральный институтавиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ, г. Москва), Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова (г. Москва), Московский физико-технический институт (г. Москва), Московский авиационный институт (Технический университет, г. Москва), Университет дружбы народов им. П. Лумумбы (г. Москва), ГОУ ВПО Амурский Государственный университет (г. Благовещенск) и др., а также со многими институтами Российской академии наук.

ИПРИМ РАН является основателем и издателем Всероссийского журнала «Механика композиционных материалов и конструкций» (главный редактор Яновский Ю.Г.), участвует в издании международного журнала «International Journal of Nanomechanics, Science and Technology» (USA), (со-редактор Яновский Ю.Г.), участвует в издании международного журнала «Recent Patents on Material Science» ser. Е (USA) (со-редактор Яновский Ю.Г.).

1 ф. 2. Оп. 1. Д. 1546. Л. 28-30.

2 Там же. Оп. 31. Д. 53. Л. 276.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

к фонду № 2213 «Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук» (ИПРИМ РАН)

за 1989-2015 гг.

Институт прикладной механики (ИПРИМ) АН СССР был организован постановлением Президиума АН СССР от 21.11.89 № 926 с целью обеспечения развития исследований по новым направлениям механики с использованием достижений родственных наук – физики, математики, химии. Институт вошел в состав Отделения проблем машиностроения, механики и процессов управления (ОПММПУ) АН СССР, которое постановлением Общего собрания РАН от 15.05.2002 № 8 «О структуре Российской академии наук» было переименовано в Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН.

Директором-организатором Института был назначен академик Иван Филиппович Образцов (1920–2005), учёный в области строительной механики и прочности летательных аппаратов.

Основными направлениями научной деятельности Института прикладной механики АН СССР при его создании были:

- физико-химическая механика прочности и разрушения твердых тел;

- исследования механизмов и закономерностей квазидиффузии;

- физико-химическая механика в биологических и физиологических процессах;

- разработка теоретических основ создания новых технологических процессов в машиностроении, горнодобывающих отраслях промышленности и исследования по созданию композиционных материалов с использованием достижений физико-химической механики.

Приказом Госкомвуза России от 07.02.94 № 106 в Институте была организована аспирантура по специальности:

01.02.04 – механика деформируемого твердого тела,

01.04.19 – физика полимеров.

Приказом ВАК России от 19.07.95 № 266в был утвержден состав диссертационного совета Д200.47.01, которому было разрешено принимать к защите диссертации по специальности:

- 01.02.04 - механика деформируемого твердого тела по физико-математическим и техническим наукам,

- 01.04.19 - физика полимеров по физико-математическим наукам.

В 1998 г. к Институту прикладной механики был присоединен Отдел механико-математических методов в технологических и экономических разработках при Президиуме РАН.

В апреле 1998 г. академик И.Ф. Образцов перешел на должность научного руководителя Института, а директором ИПРИМ РАН был избран доктор технических наук, профессор Яновский Юрий Григорьевич – крупный ученый-механик в области физики и механики структурированных и гетерогенных сред, вычислительной механики, теоретической и прикладной реологии, механики и технологии полимерных матричных композитов.

Приказом ВАК Минобразования от 13 04.2001 № 1118-в был утвержден состав диссертационного совета Д002.068.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в ИПРИМ РАН. Утвержден перечень специальностей, по которым диссертационному совету Д002.068.01 разрешено проводить защиту диссертаций на соискание ученой степени доктора (кандидата наук):

01.02.04 – механика деформируемого твердого тела по физико-математическим и техническим наукам;

01.04.07 – физика конденсированного состояния по физико-математическим наукам.

Постановлением Бюро ОПММПУ РАН от 24.04.2001 № 24 в ИПРИМ РАН была отрыта докторантура.

На основании постановления Правительства РФ от 19.11.2007 № 785, постановления Президиума РАН от 18.12.2007 № 274 «О переименовании организаций, подведомственных Российской академии», ИПРИМ РАН стал именоваться «Учреждение Российской академии наук Институт прикладной механики РАН».

В 2007 г. с целью эффективной интеграции потенциала ИПРИМ РАН с другими учреждениями РАН и высшими учебными заведениями РФ Институт вошёл в научно-образовательный центр (НОЦ) «Фундаментальные науки – медицине», который был образован как структурное подразделение Центральной клинической больницы (ЦКБ) РАН. Программа подготовки специалистов включает научно-исследовательские работы и проведение практикумов в лабораториях ИПРИМ РАН по направлениям, утвержденным в планах работы Института и ЦКБ РАН. В учебном процессе широко используется лабораторная и приборная база ИПРИМ РАН.

01 июня 2010 года в соответствии с решением Ученого совета Московского авиационного института (протокол №5 от 31 мая 2010 года) на факультете "Прикладная механика" создана кафедра "Механика наноструктурных материалов и систем", осуществляющая образовательный процесс на базе научной организации Институт прикладной механики Российской академии наук (приказ №196 от 01.06.2010 г). Образовательная деятельность на кафедре осуществляется по направлению подготовки:

24.03.04 "Авиастроение" профиль подготовки «Компьютерный инжиниринг (САЕ-технологии) в авиастроении». По окончании обучения выпускнику присваивается квалификация «бакалавр» и выдаётся диплом государственного образца.

Также на кафедре осуществляется подготовка аспирантов по направлению 01.06.01 Математика и механика по специальностям:

01.02.04 "Механика деформируемого твёрдого тела"

01.02.06 "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры".

В соответствии с постановлением Президиума РАН от 13.12.2011 № 262 «Об изменении типа учреждений, подведомственных Российской академии наук, и их переименовании», ИПРИМ РАН стал называться «Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук».

Согласно лицензии от 14.03.2013 № 0597, выданной ИПРИМ РАН на осуществление образовательной деятельности, аспирантура Института осуществляет подготовку по следующим специальностям:

01.02.04 – механика деформируемого твердого тела,

01.02.05. –механика жидкости, газа и плазмы,

01.04.07 – физика конденсированного состояния.

Приказом ФАНО от 26.08.2015 № 776 директором ИПРИМ РАН назначен доктор технических наук Александр Николаевич Власов, специалист в области механики деформируемого твердого тела, механики композитных материалов, геомеханики, др.

В 2015 г. были добавлены новые направления подготовки специалистов в аспирантуре – исследователь, преподаватель-исследователь по специальности:

01.06.01- математика и механика

03.06.01-физика и астрономия.

На протяжении ряда лет сотрудники ИПРИМ РАН решают фундаментальные и прикладные задачи, строят математические и физические модели, разрабатывают новые теории для описания поведение широкого класса структурированных и гетерогенных сред, адаптивных материалов и систем и конструкций на их основе, создают новые методы исследований.

Некоторые полученные результаты:

• построена термодинамически обоснованная теория нелинейного деформирования твердых тел, испытывающих термоупругие (бездиффузионные) фазовые переходы и структурные превращения, учитывающая как фазовые, так и структурные компоненты деформаций, а также взаимосвязь между этими компонентами; процессы зарождения, роста и переориентации элементов новой фазы и связь между этими процессами; влияние на процессы деформирования не только внешних приложенных макроскопических напряжений, но и случайным образом распределенных в представительном объеме материала микронапряжений;

• сформулирована связанная градиентная динамическая теория термоупругости и теплопроводности на основе обобщенных моделей сред со свободной дилатацией и исследована корректность постановок с точки зрения физически адекватной идентификации всех известных термомеханических параметров;

• предложен многомасштабный иерархический алгоритм для моделирования и прогнозирования эффекта гиперупругости и усиления эластомерных композитов, включающий этапы вычислительного моделирования из первых принципов (методы квантовой химии, квантовой механики и молекулярной динамики), наноструктурные и наномеханические натурные эксперименты, исследования макропрочности и разрушения усиленных гиперэластических композитов и обобщенное теоретическое описание явления на базе нейросетевых моделей;

• сформулирован и развивается параметрический метод асимптотического усреднения для уравнений термовязкоупругости с быстроосциллирующими коэффициентами, описывающими поведение под нагрузкой структурно-неоднородных вязкоупругих материалов, предназначенный для оценки эффективных свойств реономных структурно-неоднородных материалов и проектирования материалов с необходимыми эксплуатационными характеристиками;

• разработана теория распространения ударных волн в гетерогенных средах при высоком объемном газосодержании и при наличии физико-химических превращений;

• предложена концепция демпфирования субколебаний и вибрации проводов воздушных ЛЭП в сложных климатических условиях для обеспечения энергобезопасности при передаче электроэнергии высокого, сверх- и ультравысокого напряжения;

• разработаны точные аналитико-численные методы оценки прочностных и деформационных характеристик современных композитных материалов, имеющих многоуровневую пространственную структуру с волнообразной укладкой отдельных монослоев;

• на базе многоуровневой структурной модели гетерогенной среды и нанотехнологического принципа конструирования перспективных композитов разработаны алгоритмы и программы «компьютерного синтеза» структуры;

• предложен новый подход для решения задач терминального управления нелинейной системы с конечным числом степеней свободы и в общем случае с переменными параметрами, который основан на одновременном применении метода Бубнова–Галёркина и метода последовательных приближений с использованием в первом приближении решений линеаризованных уравнений;

• построена термодинамическая теория расчета концентрационных границ (КГ) эффекта Ребиндера и впервые определены КГ области положительного эффекта Ребиндера для йонногенного активного компонента раствора на крепких геологических породах;

• предложена теория, объясняющая механические свойства графеноподобных 2D-структур адгезионными свойствами их поверхности;

• построена континуальная модель широкого класса метаматериалов с отрицательным коэффициентом Пуассона;

• в ходе разработки перспективных конструкций защитных экранов космических аппаратов от метеороидов и космического мусора решен ряд задач о фрагментации сферических ударников, изготовленных из различных материалов (полиэтилена, сплава алюминия и композитного материала капролактана и др.), при пробитии сплошных, струнных и сеточных преград со скоростями удара от 3 км/с до 7 км/с;

• в приложение к развертываемым и трансформируемым управляемым космическим системам разработаны нелинейные математические модели динамики упругих составных стержневых систем при больших углах поворота и оригинальные эффективные методы пассивного управления конечным передвижением упругой системы;

• с использованием методов молекулярного моделирования (параллельные технологии вычислений на суперкомпьютере) – квантовая механика, молекулярная динамика и др., описаны микроскопические механизмы деформации, трения и разрушения в межфазных слоях сложных композитов, в том числе с учетом присутствия «активных» сред;

• в рамках различных концепций и постановок получены аналитические решения и проведены подтверждающие полученные результаты экспериментальные исследования потери устойчивости конструкционных элементов из сплавов с памятью формы, материал которых испытывает прямые термоупругие мартенситные превращения под действием сжимающих напряжений;

• на базе квантово-механического подхода построена теория, предсказавшая мощный электрореологический отклик в суспензиях на основе модифицированных наночастиц полиимидов, помещенных в диэлектрическую вязкую среду, предложена и освоена стратегия синтеза подобных материалов;

и многие другие задачи.

Для практической реализации Институтом:

• разработан и внедрен в производство ряд оригинальных, превосходящих по эффективности при конкурентоспособной стоимости, конструкций для защиты проводов воздушных ЛЭП от явлений субколебаний и вибрации;

• совместно с ЦНИИМАШ и РКК «Энергия» ИПРИМ РАН отработана и предложена к использованию перспективная защита служебного модуля Международной космической станции (МКС) «Альфа» от метеороидов и космического мусора;

• совместно с ЦКБ РАН и Госпиталем им.Вишневского разработано устройство для экстракорпоральной очистки биологических жидкостей;

• разработан и внедрен в градостроительном комплексе г. Москвы мобильный комплекс экспериментального оборудования, позволяющий быстро и с высокой точностью определять спектр механических характеристик грунтов, необходимый для расчетов несущей способности оснований и деформаций зданий и сооружений, устойчивости откосов и склонов и др.;

• разработан и проходит апробацию комплексный двенадцати антигенный биосенсор на основе коньюгатов нанозолота для экспресс диагностики наиболее распространенных онкологических заболеваний на ранней стадии;

• предложено решение проблем повышения экономической и энергоэффективности, а также экологической безопасности при создании, производстве и эксплуатации эластомерных композитов с высокими прочностными и деформационными характеристиками за счет введения в их состав нанодисперсных упрочняющих наполнителей природного (минерального и растительного) происхождения, полученных по специально разработанным оригинальным технологиям;

• разработана оригинальная многоячеистая конструкция устройства хранения газообразного водорода «аккумулятор-бак» с рабочим давлением до 500 атм, использующий в качестве рабочего тела наноразмерные углеродные структуры (углеродные нанотрубки, графен, модифицированный технический углерод);

• совместно с ЦНИИМАШ, ЦАГИ и ГОСНИИАС разработан проект по созданию космоплана – многоразового транспортного воздушно-космического аппарата универсального применения для наземного горизонтального старта и посадки, способного функционировать по одноступенчатой и двухступенчатой схемам, как в пилотируемом, так и в беспилотном вариантах;

• разработан и внедрен на многих заводах страны высокоэффективный катализатор синтеза фталевого ангидрида

и многие другие разработки.

Институтом получены многочисленные патенты на новые материалы и устройства, внедряемые предприятиями реального сектора экономики.

В интересах обеспечения обороноспособности страны в ИПРИМ РАН ведутся разработки гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) и малоразмерных летательных аппаратов (МЛА) с повышенной дальностью, исследуются процессы переноса импульса ударных и акустических волн в гетерогенных микропузырьковых средах, процессы горения и поджига сложных композитных топлив, в том числе пастообразных и на основе керосина при наличии присадок наночастиц.

ИПРИМ РАН ведёт совместные работы с рядом организаций: АО РКЦ «ПРОГРЕСС», ПАО «Газпром», Центральный Аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского, ГНЦ ФГУП Центральный институт авиационного моторостроения им.П.И.Баранова, ОАО НИИ шинной промышленности, 3-й Центральный военный клинический госпиталь им. А.А. Вишневского, ФГНУ ГНТЦ "Наука", МГУ им. М.В. Ломоносова, Московский физико-технический институт, Московский авиационный институт, Томский государственный университет и др., а также со многими институтами Российской академии наук.

Институт является основателем журнала «Механика композиционных материалов и конструкций», издаваемого с января 1995 г., и со-издателем c 2010 г. международных научных журналов Nanoscience and Technology и Composites: Mechanics, Computations, Applications (изд. Begell House Inc., USA).