Инновационных технологий Арктики и Субарктики

Сотрудники лаборатории:

Лукин Евгений Саввич – кандидат технических наук,

заведующий лабораторией, старший научный сотрудник

Почта: lukines@iptpn.ysn.ru

Андреев Яков Михайлович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Почта: yakovmich@yandex.ru

Максимова Екатерина Михайловна – научный сотрудник

Почта: nikiforova_em@mail.ru

Прокопьев Леонид Александрович – научный сотрудник

Почта: l.prokopyev@yandex.ru

Семенов Семен Осипович – младший научный сотрудник

Почта: semens1993@mail.ru

Андреев Александр Семенович – научный сотрудник

Почта: asandreev92@mail.ru

Акимова Мария Панфиловна – кандидат технических наук, младший научный сотрудник

Почта: mar1ya_ak1mova@mail.ru

Яковлев Юрий Аркадьевич – ведущий инженер

Почта: djukka@mail.ru

Основные направления

Лаборатория осуществляет научные исследования, направленные на повышение надежности, долговечности и хладостойкости технических систем и машин, эксплуатирующихся в экстремальных климатических условиях Крайнего Севера. Направление работы лаборатории соответствует приоритетному направлению Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (СНТР) «Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта». Исследования проводятся в рамках проекта FWRS-2022-0002 «Надежность и долговечность металлических элементов конструкций с концентраторами напряжений, эксплуатирующихся в условиях низких климатических температур и криолитозоны». В рамках исследований решаются различные задачи: разработка методик оценки коэффициента интенсивности напряжений для трещиноподобных дефектов на основе анализа акустических сигналов; разработка новых критериев оценки хладостойкости материалов с учетом особенностей механизмов разрушения в условиях низких температур.

Экспериментальное исследование оценки достижения предельного состояния материала с концентратором напряжений с использованием высокочувствительных тепловизионных систем

Основные результаты

Предложена система классификации и критерий оценки опасности трещиноподобных дефектов, выявленных в элементах конструкций, работающих в условиях низких температур.

Получена степенная зависимость числа актов акустических эмиссий от коэффициента интенсивности напряжений (КИН) при проведении АЭ-контроля с использованием локального низкотемпературного способа нагружения.

Показано влияние низких температур на предел текучести, что в свою очередь, может повлиять на размер и форму зоны пластичности в окрестности вершины трещины. Выявлено наличие влияния схемы нагружения и двухосности напряженного состояния на объемную форму пластической зоны у вершины трещины.

Разработано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс обработки и анализа акустических сигналов, полученных с использованием способа низкотемпературного нагружения.

Методы исследований

  • Методы линейной и нелинейной механики разрушения
  • Математическое и численное моделирование
  • Применение параметрических языков программирования
  • Методы неразрушающего контроля, акустико-эмиссионный метод
  • Стандартные методики проведения механических испытаний материалов при низких температурах

Основные приборы и оборудование

Климатическая камера М-75/150-1000 КТВХ – это устройство, которое симулирует условия сложной, агрессивной среды при проведении научно-исследовательских испытаний. Прибор контролирует показатели влажности, давления, температуры, моделирует климат максимально близкий к тому, в котором предстоит находиться разрабатываемым материалам или продукции

Фрезерный станок с ЧПУ ФС50МФ3 – современный высокоточный станок, предназначен для многоинструментальной фрезерной обработки сложных криволинейных поверхностей

Радиотермометр диагностический РТМ-Д2М – является высокочувствительной системой, позволяющей оценивать функциональное состояние тканей путем неинвазивного измерения внутренней температуры и температуры кожи

Cписок наиболее значимых публикаций за последние 5 лет

  1. L.A. Prokopyev, Y.M. Andreev, E.S. Lukin. The dependence of the crack growth trajectory on the parameters of the crack tip stress field // Procedia Structural Integrity. V20 (2019). P.93–97
  2. Y.M. Andreev, E.S. Lukin, L.A. Prokopyev, A.R. Ivanov. Reliability of linear main gas pipelines after longer operation in cryolithozone conditions // Procedia Structural Integrity.  V20 (2019). P.167–173.
  3. Prokopyev L.A., Andreev Y.M., Andreev A.S., Semenov S.O., Fedorov M.V., Yakovlev Y.A., Burnachev A.V., Malyshev A.V. Determination of the dependence of a steel “St.3” flat specimen acoustic emission from the stress intensity factor at local low-temperature loading // Procedia Structural Integrity. – 2022. – 40. – P. 365-371.
  4. Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Лукин Е.С.  Моделирование пространственного распределения плотности источников акустико-эмиссионных импульсов в окрестности вершины трещины // Сборник трудов X Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатических низких температур (12–16 сентября 2022 г. Якутск). – Киров: Изд-во МЦИТО. – 2022. – С. 375-379.
  5. Семенов С.О., Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Лукин Е.С., Малышев А.В., Андреев А.С., Федоров М.В., Яковлев Ю.А. Исследование динамики температурного поля и напряженно-деформированного состояния при реализации способа локального низкотемпературного нагружения для акустико-эмиссионного контроля // Сборник трудов X Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатических низких температур (12–16 сентября 2022 г. Якутск). – Киров: Изд-во МЦИТО, – 2022. – С. 389-394.
  6. Максимова Е.М., Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Лукин Е.С. Экспериментальные исследования зависимости акустического параметра при локальном низкотемпературном нагружении // Сборник трудов X Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатических низких температур (12–16 сентября 2022 г. Якутск). – Киров: Изд-во МЦИТО. – 2022. – С. 300-305.
  7. Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Лукин Е.С. Оценка степени опасности трещиноподобных дефектов на основе акустико-эмиссионного контроля при локальном низкотемпературном нагружении // Дефектоскопия. – 2022. – №12. – С. 17-23.
  8. Максимова Е.М., Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Семенов С.О., Лукин Е.С. Конечно-элементное моделирование напряженно-деформированного состояния образцов на ударный изгиб с u-образным и v-образным концентраторами напряжений / Сборник трудов XI Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатически низких температур, посвященного 85-летию со дня рождения академика В.П. Ларионова (11–15.09.2023 г., г. Якутск). – Киров: Изд-во МЦИТО, 2023. С. 373-377.
  9. Акимова М.П., Шарин П.П., Сивцева А.В., Яковлева С.П. Структура и микротвердость матрицы инструмента на основе карбида вольфрама, полученной пропиткой расплавом железо-углерод // Сборник трудов XI Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатически низких температур 11–15.09.2023 г. [Электронный ресурс] – Киров: Изд-во МЦИТО, 2023.
  10. Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Семенов С.О., Лукин Е.С. К вопросу о влиянии параметров зоны пластичности на хладостойкость конструкционных сталей / Сборник трудов XI Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатически низких температур, посвященного 85-летию со дня рождения академика В.П. Ларионова (11–15.09.2023 г., г. Якутск). – Киров: Изд-во МЦИТО, 2023. С. 502-506.
  11. Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Семёнов С.О. К вопросу о влиянии особенностей напряженно-деформированного состояния образцов на показатель ударной вязкости при низких температурах // Актуальные вопросы научных исследований: сборник статей IX Международной научно-практической конференции. – Саратов: НОП «Цифровая наука». – 2023. – с.117-123.
  12. Прокопьев Л.А., Андреев Я.М., Семёнов С.О, Лукин Е.С. Влияние низких температур и коэффициента двухосности напряженного состояния у вершины трещины на зону пластичности // Современные проблемы теории машин. – 2023. – №15. – с.43-45
  13. Прокопьев Л.А., Семенов С.О., Андреев Я.М. Лукин Е.С. К определению температурной зависимости вязкости разрушения металлов путем объединения подходов классической механики и механики разрушения // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. – 2023. – № 21. – С. 51-56.
  14. Андреев Я.М., Прокопьев Л.А., Андреев А.С., Семенов С.О., Лукин Е.С., Максимова Е.М., Лебедев М.П., Николаев И.Н. Зона пластичности на вершине трещины, как фактор обеспечения безаварийной эксплуатации технических устройств в условиях криолитозоны  // X международная конференция по математическому моделированию, посвященная 30-летию Академии наук Республики Саха (Якутия) и памяти первого Президента Академии наук РС(я), член-корреспондента ран Филиппова Василия Васильевича : Тезисы докладов, Якутск, 17–20 июля 2023 года. – Якутск: Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, 2023. – С. 170.
  15. Прокопьев Л. А., Андреев Я. М., Семёнов С. О., Лукин Е. С. ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЗОНЫ ПЛАСТИЧНОСТИ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ НА ХЛАДОСТОЙКОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ. XVIII Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций»: сб. материалов (Екатеринбург, 27–31 мая 2024 г.). – Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2024. C. 138.
  16. Прокопьев Л. А., Андреев Я. М., Семёнов С. О., Лукин Е. С. ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЗОНЫ ПЛАСТИЧНОСТИ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ НА ХЛАДОСТОЙКОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ. XVIII Международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций»: сб. материалов (Екатеринбург, 27–31 мая 2024 г.). – Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2024. C. 138.
  17. Прокопьев Л. А., Андреев Я. М., Семёнов С. О., Лукин Е. С.  Анализ регистрируемых параметров акустико-эмиссионного контроля в процессе низкотемпературного локального нагружения тонкостенного стального образца с концентратором напряжений. Арктика – территория стратегических научных исследований [Электронный ресурс]: сборник трудов II Арктического конгресса. Якутск, 20-22 сентября 2024 г. / [под ред. М.П. Лебедева]. – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2024. C. 325-331.
  18. Андреев А.С., Лукин Е.С., Андреев Я.М., Прокопьев Л.А., Семенов С.О. Зона пластичности на вершине трещины как фактор обеспечения безаварийной эксплуатации технических устройств в условиях низких температур. Арктика – территория стратегических научных исследований [Электронный ресурс]: сборник трудов II Арктического конгресса. Якутск, 20-22 сентября 2024 г. / [под ред. М.П. Лебедева]. – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2024. C. 26-30.
  19. Семенов С.О., Малышев А.В., Большев К.Н., Саввинова Н.А, Андреев А.С. Разработка экспериментальной установки для исследования процесса перераспределения поровой влаги в дисперсном материале при фазовых переходах // Целостность и ресурс в экстремальных условиях. Сборник материалов и докладов Всероссийской конференции, приуроченной к 75-летию ЯНЦ СО РАН. Киров, 2024. С. 183-185.
  20. Prokopyev L. A., Golikov N. I., Saraev Yu. N. Crack Growth in the Field of Residual Stresses in Welded Joints of Pipelines Used in a Cold Climate // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2024. – Iss. 5. – P. 159-169. – DOI: 10.17804/2410-9908.2024.5.159-169.
  21. A.K. Kychkin, A. A. Gavrilieva, E. D. Vasilyeva, Markov A.E., Andreev A.S. Study of Glass-Fiber and Basalt-Fiber Laminates in Terms of Kinetics of Moisture Sorption–Desorption after Exposure to Cold Climate Conditions // Russian Engineering Research. – 2024. – Vol. 44, No. 6. – P. 820-825. – DOI 10.3103/S1068798X24701296.
  22. Кычкин А.К., Гаврильева А.А., Васильева Е.Д., Марков А.Е., Андреев А.С. Исследование стекло- и базальтотекстолитов по кинетике сорбции и десорбции влаги после экспонирования в условиях холодного климата // Вестник машиностроения. 2024. Т. 103. № 4. С. 336-342. DOI: 10.36652/0042-4633-2024-103-4-336-34.

Список охраняемых результатов интеллектуальной деятельности лаборатории

  1. Лукин Е.С., Федоров М.В., Семенов С.О., Андреев А.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019662336 «Программа для определения зерен в структурном строении материала». Правообладатель ФГБУН Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр СО РАН». Заявка № 2019661138. Дата поступления 10  сентября 2019 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 20 сентября 2019 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Г.П. Ивлиев.
  2. Семенов С.О., Лукин Е.С., Андреев А.С., Федоров М.В., Яковлев Ю.А. Программное обеспечение сенсорного модуля для определения теплофизических свойств материалов с поверхностным температурным анализом на платформе ROS. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020665705. Правообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Заявка № 2020665078. Дата поступления 23 ноября 2020 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 30 ноября 2020 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Г.П. Ивлиев.
  3. Семенов С.О., Андреев Я.М., Прокопьев Л.А., Лукин Е.С., Андреев А.С. Программное обеспечение для системы комплексного мониторинга распределения температурного поля и механических напряжений плоских металлических образцов при локальном низкотемпературном нагружении плоских тонкостенных металлических образцов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020665705. Правообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Заявка № 2021661276. Дата поступления 16 июля 2021 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 01 сентября 2021 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Г.П. Ивлиев.
  4. Семенов С.О., Лукин Е.С., Андреев А.С., Федоров М.В., Яковлев Ю.А. Автоматизация анализа изображения микроструктуры материала. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022610473. Правообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Заявка № 2021681695. Дата поступления 22 декабря 2021 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 12 января 2022 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Г.П. Ивлиев.
  5. А.С. Андреев, С.О. Семенов, Е.С. Лукин, Р.З. Алексеев, А.В. Малышев. Патент на изобретение №2779996 «Способ исследования нагрева замороженного участка биообъекта в радиогерметичной камере при помощи СВЧ излучения в эксперименте». Заявка №2021112373. Приоритет изобретения 27 апреля 2021 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 16 сентября 2022 г. Срок действия исключительного права на изобретение истекает 27 апреля 2041 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Ю.С. Зубов. 
  6. Свидетельство программы для ЭВМ №2023685846 Программное обеспечение для определения оценочного значения вязкости разрушения низколегированных конструкционных сталей в условиях маломасштабной текучести. Авторы: Семенов Семен Осипович, Лукин Евгений Саввич, Андреев Яков Михайлович, Прокопьев Леонид Александрович, Андреев Александр Семенович. Заявка №2023685402. Дата поступления 27 ноября 2023 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 30 ноября 2023 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Ю.С. Зубов.
  7. Прокопьев Л.А., Семенов С.О., Лукин Е.С., Андреев Я.М., Андреев А.С. Программное обеспечение для обработки акустических сигналов, полученных с помощью акустико-эмиссионного комплекса. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024685308. Правообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Заявка № 2024684156. Дата поступления 17 октября 2024 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 30 октября 2024 г. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности Ю.С. Зубов.
Прокрутить вверх