Разработка ПНИПУ ускорит создание цифровых «двойников» конструкций
Активная цифровизация сфер деятельности человека снижает время создания новых конструкций в любой отрасли — от строительной до оборонной, за счет разработки их численных аналогов. Для создания эффективного, приближенного к реальной конструкции цифрового двойника необходимо основательно подходить к описанию математических моделей материалов, используемых в конструкции. Ученые ПНИПУ разрабатывают программно-аппаратный комплекс, который позволит качественно и количественно описывать поведение различных материалов. Это значительно снизит погрешность между цифровым аналогом и реальной конструкцией. С его помощью станет возможным эффективно реализовывать различные технологические решения и снизить затраты на изготовление итогового продукта.
Команда проекта выиграла миллион рублей на реализацию стартапа в федеральном проекте «Платформа университетского технологического предпринимательства». Разработка проводится в рамках гранта РНФ.
Создание цифрового аналога (ЦА) позволяет значительно сократить материальные и временные затраты на изготовление итогового продукта, так как на численной модели можно рассмотреть различные технологические решения без явного создания конструкции. Такой подход применяют в мостостроительной, авиационной, машиностроительной и других промышленных отраслях. Сейчас для формирования ЦА на предприятиях используют современные системы автоматизированного проектирования (САПР): ANSYS, ABAQUS, FIDESYS и другие.
Программно-аппаратный комплекс (ПАК) ученых Пермского Политеха позволяет облегчить задачу при создании численного аналога конструкции. Он сокращает длительность работы специалиста над описанием модели материалов, что иногда может занимать месяцы. Так же его особенностью является возможность использования результатов в САПР, что существенно упрощает создание ЦА на предприятиях.
Программно-аппаратный комплекс ученых Пермского Политеха на основе экспериментальных данных подбирает параметры выбранной математической модели. Он позволяет облегчить задачу при создании численного аналога конструкции. ПАК сокращает длительность работы специалиста над описанием модели, что иногда может занимать месяцы.
Проект решает ряд фундаментальных проблем. Во-первых, нехватку высококвалифицированных сотрудников, которые способны качественно определять математические модели поведения материалов для цифровых аналогов. Ежегодно количество выпускников соответствующей специальности на всю Россию исчисляется менее чем 5000 инженеров, только 10 процентов из которых работают по специальности. Во-вторых, исследование поведения конструкции на всем ее жизненном цикле эмпирическим подходом – крайне трудозатратно и дорогостояще.
Важное преимущество разработки политехников – возможность при минимальном наборе физико-механических и термомеханических свойств материалов получить набор моделей, которые описывают их поведение. А также рекомендации по использованию при проектировании рабочих условий конструкций. Ко всему прочему, стоимость решения будет составлять примерно 100 тысяч рублей в год, что значительно ниже аналогов.
«Наш программно-аппаратный комплекс за счет авторского алгоритма автоматизации подбирает параметры нелинейных математических моделей материалов. Он позволит существенно снизить требования к квалификации специалиста, ускорить расчеты, а также даст возможность в удобной форме получать данные для задания математической модели в современных системах автоматизированного проектирования для качественного описания поведения материалов в различных рабочих условиях», – поделился аспирант, старший преподаватель кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Юрий Носов.
Пользователь выбирает вид эксперимента, который он проводил над материалом, например, одноосное растяжение, задает данные в ПАК и выбирает необходимую ему математическую модель. После этого происходит работа системы: данные передаются на сервер и обрабатываются программным алгоритмом, после обработки выдает необходимые параметры с погрешностью менее одного процента. Далее специалист использует их для построения численного аналога конструкции.
«Нашу разработку могут применять мостостроительные организации, предприятия экспертизы и оборонной отрасли, а также авиационная, строительная и другие отрасли промышленности. Общими словами – компании, которые занимаются внедрением и созданием современных полимерных, композиционных материалов и наукоемкие предприятия, которые участвуют в создании современных конструкций разного назначения. Кроме того, научно-исследовательские лаборатории, научные центры и исследовательские институты», – дополнила кандидат технических наук, заместитель директора Передовой инженерной школы ПНИПУ Анна Каменских.
Пилотную версию продукта на предприятиях-партнерах планируют запустить к середине 2025 года, а для широко пользования ПАК станет доступен в 2026 году.
Разработка ученых Пермского Политеха позволит эффективно и быстро создавать цифровые двойники и численные аналоги реальных конструкций и материалов. Программно-аппаратный комплекс снизит затраты финансовых и временных ресурсов для изготовления итогового продукта на различных предприятиях.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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