Алексей Колесников закончил Ростовский государственный университет в 2000 году по направлению «Механика». В 2006 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Большие деформации высокоэластичных оболочек» по специальности механика деформируемого твёрдого тела. В кандидатской диссертации проведено математическое моделирование тонкостенных конструкций, изготовленных из материалов способных выдерживать большие деформации, то есть удлиняться в несколько раз.

Это научное направление с тех пор является основным в работе Алексея Колесникова. В основном исследования носят фундаментальных характер, но используемая теория нелинейно-упругих мембран может быть применена к биологическим тканям, клеточным мембранам, тонкостенным оболочкам из эластомеров и резиноподобных материалов. Например, среди объектов искусственного происхождения можно выделить так называемые пневмо- и гидроупругие конструкции, представляющие собой тонкостенную высокоэластичную оболочку, наполненную газом или жидкостью.

Также в сферу научных исследований Алексея Колесникова входит нелинейная теория упругости и электроупругости. Полимерные материалы обычно являются диэлектриками, то есть не пропускают электрический ток. Но некоторые из них могут претерпевать существенные деформации под действием электрического поля. Такие полимеры называются электроактивными. В настоящее время множество исследований посвящено изучению возможностей создания на их основе различных устройств: актуаторов, мягких роботов, искусственных мышц.

В 2023 году проект «Влияние трения на индентирование высокоэластичных мембран» под руководством Алексея Колесникова стал победителем грантового конкурса РНФ.

«Одной из важнейших задач современной механики является определение свойств материалов. Для тонких высокоэластичных плёнок, биологических мембран для определения свойств материала, из которого они изготовлены, относительно недавно предложен метод индентирования, то есть вдавливания твёрдого тела. Математические модели, описывающие такие контактные задачи для высокоэластичных мембран, сложны. И в большинстве исследований при моделировании пренебрегают трением, возникающим в области контакта. Мой проект направлен на то, чтобы выяснить, какую роль трение играет в процессе индентирования, при каких условиях им можно пренебречь, а при каких оно оказывает существенное влияние. Задачи проекта являются продолжением моего основного научного направления – теории нелинейно-упругих тонкостенных конструкций. Интересным расширением поля исследований является то, что наряду с теоретическим исследованием в проекте планируется проведения экспериментов для проверки предлагаемых математических моделей», – рассказал Алексей Колесников.

Как отметил Алексей Колесников, для проведения экспериментальных исследований планируется разработать и изготовить прототипы специальной оснастки к имеющейся в лаборатории кафедры теории упругости универсальной испытательной машине, в том числе для испытаний материалов на двухосное равномерное растяжение, определение коэффициента трения и индентирование.

Данное оборудование и разработанные методы буду использоваться в дальнейшей научной работе, связанной с биологическими и резиноподобными материалами, и при обучении студентов ИММиКН им. И.И. Воровича Южного федерального университета по направлению механика и математическое моделирование.

Автор текста: Дмитрий Васин