Разработка Пермского Политеха ускорит и улучшит производство деталей для снижения веса самолета
В авиационной промышленности всегда стремятся облегчить вес конструкций и самолета в целом, чтобы сэкономить топливо и увеличить скорость и дальность полета. При этом важно сохранить высокие механические характеристики этих деталей. Часто для производства корпусов, отсеков и обшивки воздушного судна используют сэндвич-панели. Они состоят из двух прочных пластин и слоя пористого заполнителя посередине. Разработка и исследование новых структур заполнителя расширяет сферу их применения. Ученые Пермского Политеха разработали уникальную программу для быстрого проектирования оптимальных сэндвич-структур. Она позволяет подбирать параметры заполнителя и производить подготовку таких конструкций к 3D-печати, что экономит время, средства и материалы.
На разработку выдан патент. Сэндвич-панели применяются в авиации для отдельных элементов оперения и механизации воздушного судна, обшивки и пола в кабинах самолета. Они обладают высокими показателями удельной жесткости и прочности, которые достигаются благодаря рациональному сочетанию материалов. Тонкие и крепкие несущие слои принимают на себя основной удар (внешнюю нагрузку, атмосферное давление). А легкий пористый заполнитель повышает сопротивление нагрузкам и обеспечивает дополнительный функционал, например, звукопоглощение.
Сегодня широко применяются структуры с сотовым заполнением. Однако с учетом развития аддитивных технологий альтернативой им могут стать решетчатые (ячеистые) структуры со сложной геометрией. Такие решетки основаны на элементарной ячейке определенного дизайна. Это повторяющаяся единица, которая многократно копируется в нескольких направлениях для создания цельной структуры. Для их производства можно использовать аддитивные технологии, что позволит создавать еще более легкие и прочные детали.
Ячеистые заполнители бывают разных типов и свойств, и чтобы изготовить необходимую сэндвич-конструкцию для определенной цели, важно изначально создать ее численную модель. Моделирование поможет предварительно оценить ее особенности и применимость к конкретной задаче. В настоящее время комплексных систем для создания таких промышленных структур нет.
«Мы разработали программу ЭВМ, предназначенную для проектирования сэндвич-структур с различной геометрией ячеистого заполнителя. Численный анализ помогает изучить их свойства при изменении геометрических параметров, таких как тип и толщина стенки ячейки. Так можно оптимизировать конструкцию и оценить, как меняются механические характеристики при использовании различных типов заполнителей и материалов для них», – объясняет кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Динамика и прочность машин» ПНИПУ Михаил Ташкинов.
Ученый отмечает, что в разработанной системе можно управлять поверхностью объекта, вершинами и гранями, которые определяют форму 3D-ячеек. Есть возможность добавлять твердый заполнитель в пористую фазу структуры, а также создавать условия для разных видов механических нагрузок и определять таким образом поведение и свойства конструкции. В качестве входных данных для программы используются размеры структуры, толщина пластин оболочки, а также геометрия ячейки.
«В программу встроен автоматизированный алгоритм, который создает файлы для расчета и последующей 3D-печати объектов. С помощью разработанной системы можно быстро и эффективно моделировать сэндвич-структуры с различными типами заполнителя и изменять их параметры для улучшения свойств конечного продукта, учитывая в том числе материал, из которого они будут произведены», – поделился Михаил Ташкинов.
Разработанная программа ученых Пермского Политеха – это уникальная технология для проектирования сэндвич-конструкций с ячеистым заполнителем. С ней возможна разработка и исследование новых видов и форм промышленных структур заполнителя для расширения круга применения в авиационной и аэрокосмической отрасли. Это позволит создавать более легкие, но прочные изделия.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно