В Сколтехе нашли способ улучшить моделирование дефектов в композитных материалах
Группа ученых из Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколтеха получила новые результаты, которые помогут улучшить моделирование дефектов в композитных материалах, а значит для их производства потребуется меньше тестов и расходов. Авторам удалось усовершенствовать созданную ранее модель с учетом того, что волокна в композитных материалах могут быть разнонаправленными и переплетаться между собой, что оказывает значительное влияние на моделирование разрушения.
Новая работа опубликована в журнале Composites: Part A. «Композитные материалы изучают уже много десятков лет, однако несмотря на прогресс, до сих пор остается большой разрыв между расчетами и экспериментальными данными. Нашей целью было сократить этот разрыв, — рассказал первый автор исследования Милад Джафарипуриа, аспирант программы «Математика и механика» в Сколтехе.
— Композитные материалы состоят из двух компонентов: волокон и полимеров. В реальности волокна имеют волнистую форму, но в моделировании разрушения волоконного пучка им всегда придавали прямую форму для упрощения вычислений. Нам удалось учесть в модели, что волокна не обязательно расположены параллельно друг другу: они могут быть разнонаправленными, могут переплетаться. Все это влияет на точность расчетов и оценку прочности материалов».
Результаты ученых помогут доработать созданную в Бельгии модель и совместно разработанную в 2021 году методику по обнаружению дефектов в композитных материалах. Такие материалы широко используются, например, в авиастроении. В этой области особенно важно вовремя найти дефект и принять меры по его устранению.
«Инженерия научилась бороться с отдельными трещинами — эта область в зарубежной науке известна как fracture mechanics. Дефекты обнаруживают во время регулярных инспекций, их вырезают из обшивки самолета, а на это место вставляют заплатку, — рассказал соавтор работы Сергей Абаимов, ведущий научный сотрудник Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколтеха. — Но есть более опасные случаи — так называемая damage mechanics, когда в материале появляется огромное количество микродефектов, которые нельзя увидеть невооруженным глазом, а отправлять огромные воздушные суда на рентген невозможно.
Поскольку материал может быть перенасыщен такими трещинами, это может привести к катастрофе: трещину никто не видит, самолет продолжает летать, а потом как гром среди ясного неба один из элементов конструкции разваливается. Против таких ситуаций тоже принимаются меры безопасности по дублированию выполняемых элементами конструкции функций, но вопрос предсказания подобных типов разрушения по-прежнему остается открытым».
По словам разработчиков, изначально модель не учитывала ряд аспектов, в том числе то, что не все волокна параллельны друг другу. «Новое и последующие исследования помогут сделать эту модель более реалистичной, — продолжил Сергей Абаимов. — Наше достижение — в том, что мы впервые смогли промоделировать разрушение в волоконном пучке при реалистичной форме волокон, а когда есть модель, можно выработать различные практические подходы к решению проблемы обнаружения дефектов».
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
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.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
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