Группа исследователей из МФТИ и Института проблем механики РАН им. А.Ю. Ишлинского создала инновационную комбинированную модель упругопластичности. Она позволяет с высокой степенью точности моделировать комплексное поведение льда при медленных ударных нагрузках.
Впервые появляется возможность детального анализа того, как удар генерирует сложную структуру внутренних напряжений и волн деформации, что вызывает формирование и распространение трещин. Данная разработка имеет большое значение для совершенствования безопасных технологий освоения Арктического региона.
Изучение поведения льда при воздействии внешних сил представляет собой одну из наиболее захватывающих и не до конца разрешенных задач в современной науке о материалах. Его реакция на нагрузку, определяемая температурой, скоростью деформации и другими параметрами, может варьироваться от свойств вязкой жидкости, способной к медленному течению, до хрупкого состояния, подобного стеклу, сопровождающегося образованием множества трещин. Эта неоднозначность создает значительные трудности для специалистов, особенно при разработке проектов в Арктике, где ледяные массивы постоянно оказывают воздействие на корабли и буровые платформы.
Традиционные математические подходы обычно описывают либо вязкие, либо хрупкие характеристики льда, однако реальные процессы, возникающие при невысоких скоростях столкновения, например, при взаимодействии судна с айсбергом на скорости до 7 м/с, требуют одновременного учета обоих типов поведения. Именно в этой промежуточной области лед проявляет всю многогранность своей структуры, что существенно усложняет прогнозирование его ответной реакции. Возникла неотложная потребность в разработке комплексной модели, которая могла бы точно отражать взаимодействие пластичных и хрупких свойств материала.
