Висвітлюються проблеми статики та динаміки пружних та пружно-пластичних систем, міцності та надійності машин і приладів. Викладено математичні та фізичні основи теорії тріщин у механіці, особливу увагу приділено машинознавству, моделюванню механічних систем, технології та автоматизації виробництва, функціональним та конструкційним матеріалам. Розглядаються питання поверхневої обробки та захисту деталей машин і конструкцій, трибології, зварювального виробництва і діагностики металевих конструкцій, а також автомобілебудування та автомобільного транспорту.

Просторовий розподіл та переважна орієнтація молекул білків у моношарі досліджена з застосуванням кінетики поверхневого плазмонного резонансу (ППР) та мікроскопії атомних сил (МАС) підчас адсорбції фібриногену людини на поверхню золота. У роботі проведена серія специфічних імунних реакцій щоб проаналізувати адсорбційно-конформаційний стан плівок фібриногену. Отримані результати демонструють прямий зв'язок кінетичних параметрів реакції антиген-антитіло з конформацією фібриногену на межі розподілу. Застосування МАС і ППР аналізів дало можливість визначити одно-, двох- та трьох молекулярні структурні сполуки фібриногену на межі розподілу. Адсорбція фібриногену на поверхню полікристалічного золота - це складний процес, що містить: розгортання, стимульоване поверхнею, само-збирання та адсорбцію, які відбуваються конкурентно у часі. Цей результат підтверджує перспективу запропонованого підходу у біосенсорній техніці для визначення просторового розподілу та біофункціональних властивостей специфічних білків, які адсорбуються з біологічних рідин.

Доведено можливість застосування методу багатогустинного інтегрального рівняння в теорії комплексних рідин до іонних систем. Отримано аналітичний розв'язок у сферично усередненому наближенні для моделі симетрично заряджених твердих сфер з двома різними типами зв'язку. Перший з них пов'язаний з утворенням іонних пар, а другий - стосується утворення асоційованими іонними парами іонних ланцюжків зі слабшим зв'язком.

Істотно поліпшено експериментальну методику, вперше запропоновану Ю. С. Ведулою, для вивчення розподілів адсорбату при вивченні поверхневої дифузії. В основу методики покладено вимірювання локальних значень контактної різниці потенціалів діодним методом (реєструються вольт-амперні характеристики в режимі затримуючого потенціалу). Поверхня зондується вузьким пучком термоелектронів з енергією біля 1 еВ, що практично виключає ефекти руйнування електронами. Електронний промінь сканує поверхню в результаті програмованої зміни напрямку магнітного поля. Автоматизована система забезпечує дискретність кроку сканування 0,13 мкм і просторову роздільну здатність близько 1 мкм. Контактна різниця потенціалів реєструється з чутливістю близько 0,0001 еВ , що дозволяє визначати покриття адсорбату з точністю 0,001 - 0,01 моношару.

Досліджено систему реактивно-дифузійних рівнянь, що описує швидкі поверхневі реакції.

Розглянуто використання логічного програмування мовою Prolog для розробки систем автоматизованого проектування пристроїв ASIC (спеціалізованих інтегральних схем) на базі досвіду, набутого під час розробки системи CAD-LOGIC. Описано використання мови Prolog на прикладах, що ілюструють евристичне спрощення логічних функцій за допомогою булевої алгебри, символьного перетворення логічних послідовностей та декомпозиції опису моделі, заданого у вигляді послідовностей у підмножинах, які реалізовано структурами PAL.

Шорсткі поверхні GaAs різної морфології, отримані хімічно-механічною поліровкою та анізотропним травленням, розгянуто як геометрично невпорядковані системи з керованим ступенем невпорядкованості. Для їх дослідження та кількісного статистичного опису використано мікроскопію атомних сил і профілометрію. Вплив геометричної невпорядкованості на розсіяння електромагнітних хвиль досліджено в широкому спектральному діапазоні від Х-променів до інфрачервоного світла. Вдосконалення кристалічної структури анізотропно травленого підповерхневого шару підтверджено результатами експериментів з ослабленого повного внутрішнього відбивання (ОПВВ) і комбінаційного розсіяння світла. Незвичайно посилені смуги поверхневих поляритонів для поверхні дендритної морфології спостережено у спектрах ОПВВ і комбінаційного розсіяння.

Розглянуто типи неперервного випромінювання, що виникають від поверхні металів і вторинно емітованих частинок під час іонного бомбардування. Наведено деякі експериментальні результати досліджень широких молекулярних смуг, випромінювання поверхневих плазмонів. Проаналізовано механізми процесів збудження, які ведуть до емісії неперервного випромінювання.

Методом зворотного крутильного маятника виміряно внутрішнє тертя зразків заліза різної чистоти та сталі, підданих наступним поверхневим обробкам: механічному шліфуванню, наводненню та покриттю мастилом. Для всіх оброблених зразків у температурному режимі 100 - 400 К виявлено складний спектр внутрішнього тертя. Природу релаксаційних процесів у приповерхневому шарі оброблених зразків визначено, порівнюючи параметри отриманих піків внутрішнього тертя деформованого та наводненого заліза і сталі. Взаємодія атомів проникнення з рухомими дислокаціями та рух сходинок на гвинтових дислокаціях є можливою причиною утворення піків внутрішнього тертя в зразках, покритих мастилом.

Роботу присвячено експериментальним дослідженням кінетики сушіння одиночної краплі латексу в присутності домішок поверхнево-активних речовин і наповнювачів, які підвищують міцність. Дослідження, проведені на спеціальному стенді в Інституті технічної теплофізики НАН України, дозволили визначити основні закономірності сушіння крапель полімерної емульсії в залежності від різних домішок, що впливають на форму висушених частинок.

Плазмове азотування, також відоме як іонне азотування або азотування плазмою жевріючого розряду, є методом поверхневого зміцнення. Гази типу аргону, водню і т. ін. можуть використовуватися як каталізатор (поряд з азотом), що допомогає утворенню прошарку нітриду. Товщина, таким чином сформованого прошарку нітриду, може бути приблизно 0,01 - 0,1 мкм. Оскільки товщина прошарку нітриду збільшується, поверхню матеріалу можна зробити твердішою. Твердість поверхні матеріалу можна виміряти різноманітними методами. У цій роботі виміряно твердість з використанням дюрометра.

Для вивчення електронних властивостей гетеропереходів Si нанокристалічна (nc-Si) плівка / Si монокристал (c-Si) використано метод температурних залежностей поверхневої фото-ерс. Досліджено два типи зразків, одержаних лазерною абляцією c-Si мішені з осадженням nc-Si плівок на підкладки, віддалені від мішені, та на площину мішені. Розраховано температурні залежності концентрації носіїв заряду, захоплених на пастки межі поділу гетеропереходу, розподіл густини граничних електронних станів за енергією. З'ясовуються зв'язки між умовами одержання гетеропереходів та їх граничними електронними властивостями.

Запропоновано метод дослідження кінетичних властивостей локалізованих збуджень (солітонів, бризерів і фононів) у моделі синус - Гордона. Розглянуто двочастинкові зіткнення і побудовано вирази для ймовірностей відповідних процесів. Показано, що ці вирази для ймовірностей є сумою двох доданків, що описують перенормування швидкості збудження і перемішування станів збудження. Сформульовано новий принцип детальної рівноваги, який дає можливість побудувати інтеграли зіткнень та вивести кінетичні рівняння. Доведено, що зростання ентропії в системі локалізованих збуджень можливе тільки у випадку неоднорідного розподілу збуджень у просторі координат і/або фаз. З використанням стандартного підходу виведено транспортні рівняння для щільностей, температур і середніх швидкостей солітонів та бризерів. Це означає наявність інших кінетичних коефіцієнтів, крім коефіцієнта дифузії. Для прикладу розраховано коефіцієнти дифузії для солітонів і бризерів у координатному і фазовому просторах. Показано, що коефіцієнт дифузії бризерів у координатному просторі набагато більший, ніж у просторі фаз.

Наведено точний вираз для інтеграла непружних зіткнень іонізації в кінетичному рівнянні для електронів, що використовує напівемпіричний вираз для диференціального перерізу іонізації атомів газу електронним ударом. Запропоновано ефективний алгоритм розв'язку одновимірного кінетичного рівняння для електронів у зоні катодного падіння аномального жевріючого розряду. Наведено результати числових розрахунків еволюції енергетичного розподілу густини струму електронів і просторового розподілу інтенсивності іонізації в зоні катодного падіння потенціалу в гелії. Одержані результати дають уточнену картину утворення пучковоподібних електронних розподілів, а також свідчать про наявність гострої локалізації інтенсивності іонізації поблизу катода в кіловольтних розрядах.

Розглянуто задачу Лаврентьєва про поширення довгих хвиль на поверхні рідини, що знаходиться в полі сили тяжіння за наявності неоднорідностей рельєфу дна у вигляді видовженого підводного хребта. За методом пробних функцій коректно враховано вплив неоднорідностей дна та встановлено наявність хвилі з локалізованим по фронту збуренням її структури.

На основі ймовірнісного підходу досліджено особливості турбулентного перенесення в плазмі при насиченні плазмових нестійкостей. Знайдено кінетичні коефіцієнти, що визначають узагальнені (нелокальні в часі) інтеграли зіткнень у немарковських рівняннях Фоккера - Планка. Показано, що перенормована теорія турбулентності Дюпрі - Вайнштока відповідає марковському наближенню узагальненого опису. Розраховано коефіцієнт турбулентної дифузії, зумовленої градієнтними нестійкостями плазми.

Розглянуто різні методи виведення стохастичної ієрархії, що відповідає стохастичній динаміці, яка є границею Больцмана - Греда від гамільтонової динаміки пружних куль. Розв'язки стохастичної ієрархії є границею Больцмана - Греда розв'язків ієрархії ББГКІ для пружних куль у всьому фазовому просторі. Запропоновано нову концепцію редукованих функцій розподілу, що відповідають стохастичній динаміці. Нові функції розподілу враховують вклади від гіперплощин менших розмірностей, де взаємодіють стохастичні точкові частинки. Розв'язки рівняння Больцмана збігаються з одночастинковими функціями розподілу стохастичної ієрархії Больцмана та зображуються інтегралами на гіперповерхнях, де стохастичні точкові частки взаємодіють.

Змодельовано поверхневе розтріскування поліетилену високої щільності внаслідок ультрафіолетової (УФ) деградації на основі перколяційного методу. Викладено елементи мікромеханізму поверхневого розтріскування полімерів після УФ-деградації та методики перколяційного моделювання. Показано, що геометричні особливості генерованих розбиттів Вороного та модельованих кластерів не впливають на залежність характерного розміру кластерів від їх потужності. Водночас швидкість поверхневого розтріскування характеризується сильним масштабним ефектом.

Описано методику аналізу та синтезу у процесі проектування багатовимірних систем зі зворотним зв'язком. Розроблено оптимальні робастні децентралізовані контролери номінальної та діагонально-переважної номінальної моделей підсистеми котла з використанням сингулярного підходу. Запропоновані контролери є стійкими для опорних сигналів. Випробувано робастність системи зі спроектованими контролерами та проведено порівняння з раніше розробленим багатовимірним пропорційно-інтегральним контролером. Результати моделювання у частотній та часовій областях показали перевагу запропонованих децентралізованих контролерів.

Розглянуто задачу числового моделювання параметрів і характеристик мікросмугастої антени з резистивним диском, збуджуваної вертикальним електричним диполем. Для розв'язання задачі використано метод аналітичної регуляризації разом з методом Гальоркіна, що дозволило одержати нескінченну систему лінійних алгебричних рівнянь Фредгольма другого роду. Аналітично оптимізовано обчислювальний процес; отримано й обговорено енергетичні характеристики антени, такі як потужність просторової та поверхневих хвиль, діаграми спрямованості, ККД випромінювання для різних величин резистивності диска.