Программный комплекс ученых Пермского Политеха позволит повысить прочность деталей из композитов — Naked Science
5 июля
ПНИПУ

Программный комплекс ученых Пермского Политеха позволит повысить прочность деталей из композитов

4.5

В промышленности сейчас используют различные конструкционные материалы. Ученые Пермского Политеха создали программный комплекс, который поможет сделать их более прочными и стойкими к разрушению. С помощью разработки специалисты смогут получить наиболее эффективную структуру сталей, сплавов, керамических изделий и горных пород. Это позволит оптимизировать создание новых материалов и сократить расходы на их производство.

Программный комплекс ученых Пермского Политеха позволит повысить прочность деталей из композитов / ©Getty images

Ученые выполнили исследование при финансовой поддержке РФФИ. «Мы создаем «цифровые двойники» конструкционных материалов. С их помощью можно получить детали с необходимыми свойствами, которые будут более прочными, безопасными и стойкими к появлению трещин, чем аналоги.

Численные эксперименты позволяют получить более подробные данные, чем реальные испытания, при этом можно сэкономить средства», – рассказывает доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» Пермского Политеха, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики, кандидат технических наук Артем Ильиных.

Процесс развития трещины в структуре керамики / ©Пресс-служба ПНИПУ

Уникальный программный комплекс позволит моделировать двумерные композиты с «зернистой» структурой. Разработка покажет, как меняется поведение материала в зависимости от внешних воздействий. Программа учитывает различные параметры композитов: размеры зерен, их ориентацию, количество и пористость. «Цифровой двойник» сохранит виртуальную копию материала или конструкции, чтобы специалисты могли использовать их в будущем. Модели можно успешно интегрировать в инженерные программы, например, в ANSYS.

«В основе нашей программы лежит идея «выращивания» зерен структуры из простых геометрических фигур. В частности, наиболее удобной для нас геометрической фигурой стал эллипс. Для создания структур используется большое количество эллипсов разных форм и размеров. Моделируя их рост и обрабатывая результаты выращивания, мы получаем разнообразные зернистые структуры композитов», – поясняет ученый.

Реальная структура керамики / ©Пресс-служба ПНИПУ

По мнению исследователей, разработка заинтересует предприятия, которые разрабатывают и внедряют новые материалы для промышленности, в частности, для машиностроения. Инженеры смогут использовать ее для создания перспективных конструкций из новых композитов.

Реальная структура металла под микроскопом / ©Пресс-служба ПНИПУ

В отличие от аналогов, пермский программный комплекс позволяет более четко определить структуру материала с нелинейными границами между зернами. По словам ученых, уточненные данные помогут определить наиболее оптимальную структуру композитов. Разработку уже успешно применяют в учебном и научном процессе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
8 часов назад
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

31 июля
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: