У дисертаційній роботі отримано нові рішення, спрямовані на розв’язання важливої науково-прикладної проблеми підвищення точності результатів досліджень механічних і теплофізичних характеристик складних систем на основі синтезу вимірювань, аналітичних розрахунків і комп’ютерного моделювання. Як складні системи, розглядається сукупність взаємодіючих, функціонально самостійних підсистем, призначених для безпечної працездатності промислового об’єкта, в тому числі технічні пристрої з вимірювальними функціями, що експлуатуються на енергогенеруючих об’єктах або входять до складу національних еталонів України.
Проведено аналіз сучасних розрахункових комплексів, відповідно до задач які вони вирішують. Встановлено, що робота багатьох програм комп'ютерного моделювання ґрунтується на методі скінченних елементів, який є чисельним методом вирішення диференціальних рівнянь із частинними похідними, а також інтегральних рівнянь, що виникають при вирішенні наукових завдань прикладної метрології. Досліджено застосування розрахункових комплексів для вирішення завдань твердометрії та теплообміну. Створено науковий підхід дослідження додаткових складових бюджету невизначеності при моделюванні вимірювань.
Запропоновано комплексний розрахунково-експериментальний метод, що ґрунтується на поєднанні сучасних комп’ютерних програм та результатів експериментальних досліджень складних систем, на відміну від існуючих наближених методів експертної оцінки, що дозволяє підвищити достовірність оцінки та прогнозування їхнього стану.
Досліджено критерії якості побудови скінченно-елементної моделі складної системи сучасними розрахунковими комплексами, на відміну від існуючих методів з недостатнім ступенем деталізації об’єкта дослідження, що дозволило підвищити точність результатів моделювання.
Запропоновано ввести у рівняння вимірювання та бюджет невизначеності результату вимірювань твердості додаткові чинники, що підвищило точність оцінювання ступеня еквівалентності національного еталона одиниць твердості за шкалами Роквелла та Супер-Роквелла при проведенні міжнародних звірень.
Удосконалено метод розрахунку калориметричного перетворювача лазерного випромінення завдяки врахуванню в модельному рішенні температурного поля нелінійності коефіцієнта нееквівалентності заміщення, що підвищило точність вимірювання потужності та енергії лазерного випромінення.
Удосконалено методологію прогнозування механічних властивостей матеріалів з використанням моделювання та експериментального дослідження методів вимірювання твердості зразків матеріалу, яка, на відміну від існуючого методу оцінювання обладнання АЕС, передбачає прогноз старіння та дослідження критичних компонентів обладнання, що дозволило підвищити достовірність оцінки стану тепломеханічного обладнання АЕС.
Набули подальшого розвитку модельні рішення при дослідженні властивостей сучасних полімерних матеріалів, отриманих із застосуванням адитивних технологій, та отримано властивості нових полімерних матеріалів, що дає можливість моделювати поведінку полімерних матеріалів залежно від впливних механічних факторів.
