- Феноменологические модели мезоуровня для описания отклика микроструктуры пластичных материалов в виде дополнительной степени свободы в рамках континуума Коссера, а для прочных горных пород - учёт влияния микропористости и микротрещиноватости в виде упругопластической среды с законом течения, содержащим коэффициенты внутреннего трения и дилатансии.
- Развитие метода численного решения уравнений для упругопластической микрополярной среды, основанного на разностной схеме «крест».
- Выявленный в численных расчётах с применением микрополярных моделей вклад изгибов-кручений и моментных напряжений в напряженно-деформированное состояние и макроскопическую (усреднённую) σ-ε диаграмму. При этом в рамках модели Коссера вклад в поле скоростей и формоизменение оказывается незначительным в условиях стеснённой деформации, а упрощённая микрополярная модель является более простым аналогом физических моделей пластичности, основанных на концепции скольжения.
- Установленные в результате моделирования мезообъёмов металлических и композиционных материалов с явным учётом структуры следующие эффекты: - образование полос локализованной пластической деформации; - интенсивное развитие материальных поворотов в областях локализации деформации;- фрагментация материала, проявляемая в полях скоростей как движение отдельных блоков при квазистатическом нагружении;- образование вихрей во фронте ударной волны, отмечаемых в полях относительных скоростей смещений.
- Результаты численного решения важных прикладных задач деформации и разрушения угля на мезоуровне:- образование пылевых частиц при добыче угля;- гидроразрыв для разных значений пористости при подавлении пыли путём нагнетания жидкости в поровое пространство.
2.Панин В. Е., Макаров П. В., Немирович-Данченко М. M., Демидов В. Н., Смо¬лин И. Ю., Черепанов О. И. Методология компьютерного конструирования материалов с заданными характеристиками прочности // Физическая мезоме-ханика и компьютерное конструирование материалов: В 2 т. — Новоси¬бирск: Наука: Сибирская издательская фирма РАН, 1995. — Т. 2 — С. 5—76.
3.Panin V. E., Makarov P. V., Smolin I. Y. Physical mesomechanics of materials and its impact on shock chemistry // Proceedings of the USA-Russian workshop “Shock Induced Chemical Processing”, St. Petersburg, June 23—24, 1996. — Tomsk, 1997. — P. 88—92.
4.Panin V. E., Makarov P. V., Smolin I. Y., Cherepanov O. I., Demidov V. N., Nemirovich-Danchenko M. M. Methodology of computer-aided design of materials with specified strength characteristics // Physical mesomechanics of heterogeneous media and computer-aided design of materials. — Cambridge: Cambridge Int. Sci. Publishing, 1998. — P. 199—249.
5.Makarov P. V., Smolin I. Y., Prokopinsky I. P. Localized plastic strain in polycrystalline materials with hole and notches // Theor. Appl. Fract. Mech. — 1998. — V. 29. — P. 11—20.
6.Черепанов О. И., Смолин И. Ю., Стефанов Ю. П. Комбинированная вязко-упругопластическая модель среды для численного моделирования деформа¬ции и разрушения неоднородных материалов // Физ. мезомех. — 1998. — Т. 1. — № 2. — С. 59—72.
7.Панин С. В., Смолин И. Ю., Балохонов Р. Р., Антипина Н. А., Романова В. А., Моисеенко Д. Д., Дураков В. Г., Стефанов Ю. П., Быдзан А. Ю. Мезомеханика границы раздела в материалах с поверхностным упрочнением и покрытиями // Изв. Вузов. Физика. — 1999. — № 3. — С. 6—27.
8.Cherepanov O. I., Smolin I. Yu., Stefanov Yu. P., Makarov P. V. Investigation of influence of internal structure of heterogeneous materials on plastic flow and fracture // Comput. Mat. Sci. — 1999. — V. 16. — № 1—4. — P. 25—31.
9.Balokhonov R. R., Makarov P. V., Romanova V. A., Smolin I. Yu. Simulation of crystal plasticity under dynamic loading // Comput. Mat. Sci. — 1999. — V. 16. — № 1—4. — P. 355—361.
10.Makarov P. V., Smolin I. Y., Prokopinsky I. P. and Stefanov Yu. P. Modeling of development of localized plastic deformation and prefracture stage in mesovolumes of heterogeneous media // Int. J. Fract. — 1999. — V. 100. — № 2. — P. 121—131.
11.Романова В. А., Балохонов Р. Р., Макаров П. В., Смолин И. Ю. Численное мо¬делирование поведения структурно-неоднородной релаксирующей среды в условиях динамического нагружения // Хим. физика. — 1999. — Т. 18. — № 11. — С. 114—119.
12.Макаров П. В., Смолин И. Ю., Стефанов Ю. П., Шмик Д. В. Моделирование ло¬кализации деформации и откольного разрушения в мезообъёмах металлов при ударном нагружении // Хим. физика. — 1999. — Т. 18. — № 11. — С. 101—103.
13.Макаров П. В., Смолин И. Ю., Шмик Д. В. Моделирование деформации на ме-зоуровне с учётом поворотов фрагментов // «Математическое моделирование в синергетических системах»: Тр. Всерос. научной конф. «Байкальские чтения по математическому моделированию в синергетических системах», Улан-Удэ, 20—23 июля 1999. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1999. — С. 239—241.
14.Смолин И. Ю., Соппа Э., Шмаудер З., Макаров П. В. Двумерное моделирова¬ние пластической деформации в матрице металлокерамического композита на мезоуровне: оценка напряжённых состояний и численных методов // Физ. ме-зомех. — 2000. — Т. 3. — № 1. — С. 17—22.
15.Smolin I. Y., Makarov P. V., Stefanov Y. P., Shmick D. V., Savlevich I. V. Antisymmetric stress component associated with polycrystal deformation and fracture of mesovolumes // Proc. Int. Conf. Role of Mechanics for Development of Science and Technology, Xi´an, China, June 13—16, 2000. — Beijing: Tsinghua University Press, 2000. — P. 193—198.
16.Balokhonov R. R., Stefanov Yu. P., Makarov P. V., Smolin I. Yu. Numerical simulation of deformation and fracture for surface hardened materials at meso- and macro-levels // Proc. Int. Conf. Role of Mechanics for Development of Science and Technology, Xi´an, China, June 13—16, 2000. — Beijing: Tsinghua University Press, 2000. — P. 209—218.
17.Balokhonov R. R., Stefanov Yu. P., Makarov P. V., Smolin I. Yu. Deformation and fracture of surface-hardened materials at meso- and macroscale levels // Theor. Appl. Fract. Mech. — 2000. — V. 33. — P. 9—15.
18.Евтушенко Е. П., Макаров П. В., Смолин И. Ю. Моделирование неоднородной деформации материалов с упрочняющим покрытием // Физ. мезомех. — 2000.
—Т. 3. — № 3. — С. 81—85.
19.Balokhonov R. R., Makarov P. V., Romanova V. A., Smolin I. Y., Savlevich I. V. Numerical modelling of multi-scale shear stability loss in polycrystals under shock wave loading // J. Phys. IV France. — 2000. — V. 10. — Pr. 9. — P. 515—520.
20.Smolin I. Yu., Makarov P. V., Shmick D. V., Savlevich I. V. A micropolar model of plastic deformation of polycrystals at the mesolevel // Comput. Mat. Sci. — 2000.
—V. 19. — № 1—4. — P. 133—142.
21.Makarov P. V., Schmauder S., Cherepanov O. I., Smolin I. Yu., Romanova V. A., Balokhonov R. R., Saraev D. Yu., Soppa E., Kizler P., Fischer G., Hu S., Ludwig M. Simulation of elastic plastic deformation and fracture of materials at micro-, meso- and macrolevels // Theor. Appl. Fract. Mech. — 2001. — V. 37. — № 1—3. — P. 183—244.
22.Стефанов Ю. П., Смолин И. Ю. Численное исследование деформации и обра¬зования трещин в плоских образцах с покрытиями // Физ. мезомех. — 2001. — Т. 4. — № 6. — С. 35—43.
23.Smolin I. Yu., Makarov P. V., Stefanov Yu. P., Balokhonov R. R., Romanova V. A. Numerical modeling of strain localization and spall fracture in mesovolumes of polycrystalline materials under shock wave loading // Proc. Int. workshop on New Models and Hydrocodes for Shock Wave Processes in Condensed Matter, 19—24 May 2002, Edinburgh, Scotland. — Moscow: High Pressure Center, 2002. — P. 136—139.
24.Romanova V. A., Makarov P. V., Balokhonov R. R., Smolin I. Yu. Dynamics of shear stability loss of materials under shock wave loading // Proc. Int. workshop on New Models and Hydrocodes for Shock Wave Processes in Condensed Matter, 19—24 May 2002, Edinburgh, Scotland. — Moscow: High Pressure Center, 2002. — P. 139—143.
25.Макаров П. В., Смолин И. Ю., Черепанов О. И., Трубицына Н. В., Вороши-лов Я. С. Упруго-вязкопластическая деформация и разрушение угля на мезо-скопическом масштабном уровне // Физ. мезомех. — 2002. — Т. 5. — № 3. — С. 63—87.
26.Адаптация методов мезомеханики к исследованию процессов деформации и раз¬рушения угля / А. А. Трубицын, П. В. Макаров, О. И. Черепанов, С. П. Вороши¬лов, Н. В. Трубицына, И. Ю. Смолин, В. В. Соболев, Я. С. Ворошилов, В. В. Ки¬селев, С. Грюнинг. — Кемерово: Кузбасс-ЦОТ, 2002. — 116 с.
27.Смолин И. Ю., Макаров П. В., Бакеев Р. А. Обобщённая модель упруго-пластической среды с независимыми пластическими поворотами // Физ. мезо-мех. — 2004. — Т. 7. — Спец. вып. Ч. 1. — С. 89—92.
28.Макаров П. В., Трубицын А. А., Трубицына Н. В., Кузнецов П. В., Петрако¬ва И. В., Смолин И. Ю., Стефанов Ю. П., Ворошилов С. П. Эксперименталь¬ное и теоретическое исследование разрушения углей и расчёт выхода пылевых частиц. I. Исследование иерархии масштабов разрушения // Физ. мезомех. —
2004.— Т. 7. — Спец. вып. Ч. 2. — С. 245—248.
29.Макаров П. В., Трубицын А. А., Трубицына Н. В., Кузнецов П. В., Смо¬лин И. Ю., Стефанов Ю. П., Ворошилов С. П. Экспериментальное и теорети-ческое исследование разрушения углей и расчёт выхода пылевых частиц. II. Численное изучение разрушения угля на мезо- и макроуровнях // Физ. мезо-мех. — 2004. — Т. 7. — Спец. выпуск Ч. 2. — С. 249—252.
30.Смолин И. Ю., Бакеев Р. А., Макаров П. В. О применении микрополярной мо¬дели для описания деформации материалов с субмикрокристаллической и на¬ноструктурой // Фундаментальные и прикладные проблемы современной ме¬ханики. Докл. 4-й Всерос. конф. 5—7 октября 2004, Томск. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. — С. 241—242.
31.Макаров П. В., Трубицын А. А., Трубицына Н. В., Кузнецов П. В., Смо¬лин И. Ю., Стефанов Ю. П., Ворошилов С. П., Ищук И. Г., Голосков С. И. Численное изучение разрушения угля на мезо- и макроуровнях // Уголь. —
2005.— № 2. — С. 33—36.
32.Smolin I. Yu., Makarov P. V., Stefanov Yu. P., Kuznetsov P. V., Trubitsyn A. A., Trubitsyna N. V., Voroshilov N. V. Numerical investigation of coal fracture and dust particle formation in mining // Proc. Int. Congress of Fracture (ICF-XI), March 20—25, 2005, Turine, Italy [Electronic resource], (CD-ROM), (№. 5286, 5 pp.)
Makarov P. V., Stefanov Y. P., Smolin I. Yu., Cherepanov O. I. Modeling of mechanical behavior of geomaterials on the mesoscale // Int. J. for Multiscale Computational Engineering. — 2005. — Vol. 3. — № 2. — P. 135—148.
33.Смолин И. Ю. О применении модели Коссера для описания пластического де¬формирования на мезоуровне // Физ. мезомех. — 2005. — Т. 8. — № 3. — С. 49—62.
34.Макаров П. В., Карпенко Н. И., Смолин И. Ю., Стефанов Ю. П., Тунда В. А., Хомяков А. Н. Изучение деформации и разрушения геоматериалов и геосред как иерархически организованных систем // Физ. мезомех. — 2005. — Т. 8. — Спец. выпуск. — С. 17—20.
35.Бакеев Р. А., Макаров П. В., Смолин И. Ю. Численное решение двумерных упругопластических задач для микрополярной среды // Физика и химия нано-материалов: Сб. материалов Междунар. школы-конференции молодых ученых (13—16 декабря 2005 г., Томск). — Томск: Томский гос. ун-т, 2005. — С. 147—152.
36.Смолин И. Ю. Использование микрополярных моделей для описания пласти¬ческого деформирования на мезоуровне // Математ. моделир. систем и про¬цессов. — 2006. — № 14. — С. 189—205.
37.Smolin I. Yu. Schmauder S., Makarov P. V., Bakeyev R. A. A Micropolar Framework for Modeling Mechanical Behavior at the Mesoscale with Taking into Account Microstructure Evolution // Proc. 3rd Int. Conf. on Multiscale Materials Modeling (MMM-2006), September 18—22, 2006, Freiburg, Germany, Ed. Peter Gumbsch. — P. 112—115.
38.Макаров П. В., Смолин И. Ю., Трубицын А. А., Ермаков А. Ю., Ярош А. С. Оценка фракционного состава пыли по картине моделирования разрушения оптического изображения угольных образцов // Вестник НЦ ВостНИИ. — 2006. — № 1. — С. 12—18.
39.Смолин И. Ю., Кириченко М. С., Панин С. В., Макаров П. В. Образование пы¬левых частиц. Численное моделирование разрушения мезообъёма угля и по¬следующий компьютерный анализ картин разрушения // Физ. мезомех. — 2006. — Т. 9. — Спец. вып. — С. 49—52.
40.Евтушенко Е. П., Макаров П. В., Смолин И. Ю. Расчёт напряжённо-деформированного состояния поверхностных слоев материалов на мезоуровне при трении // Физ. мезомех. — 2006. — Т. 9. — Спец. вып. — С. 29—32.
41.Смолин И. Ю., Бакеев Р. А., Макаров П. В. Численное решение некоторых дву¬мерных задач для упругопластической микрополярной среды // Вестник ПГТУ. Математ. моделир. систем и процессов. — 2007. — № 15. — С. 142—155.
42.Нелинейная механика геоматериалов и геосред / П. В. Макаров, И. Ю. Смолин, Ю. П. Стефанов, П. В. Кузнецов, А. А. Трубицын, Н. В. Трубицына, С. П. Во¬рошилов, Я. С. Ворошилов. — Новосибирск: Академич. изд-во «Гео», 2007. — 235 с.