Российским учёным из Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета удалось разработать уникальный способ прогнозирования свойств новых композитных материалов вроде сжатия или растяжения ещё до того, как эти материалы будут произведены. Данная разработка позволяет устранить проблему, связанную с разрывом, возникающим между этапами моделирования и производства, так как зачастую программное обеспечение, отвечающее за моделирование структуры новых композитных материалов, не учитывает технологические изменения, возникающие в процессе изготовления готовых деталей.
За основу своего исследования российские учёные взяли пространственно-армированный композитный материал, после чего провели томографические исследования его структуры и составили единую таблицу со всеми геометрическими характеристиками материала — там указано расстояние между центрами нитей, площадь поперечного сечения прошивочных нитей и многое другое. Дальше специалисты изучили параметры материала и вынести средние значения, параметры отклонения и вариации каждой из характеристик, после чего создали специальный алгоритм моделирования, который применяли вместе с методом локального приближения. В конечном итоге результаты прогнозирования по новой методике оказались на 4-9% точнее, чем предыдущие методы моделирования композитных материалов без учёта их реальных параметров структуры. Более того, российские специалисты отметили, что новая разработка позволяет прогнозировать структуру материала с диапазоном разброса не больше 1,3%.
«Использование геометрической модели пространственно-армированного композита с учётом реальной структуры в совокупности с численным методом локального приближения позволяет получать более точные характеристики свойств материала», — заявил Павел Писарев, кандидат технических наук и заведующего кафедрой Механика композиционных материалов и конструкций ПНИПУ.
Соответственно, разработка российских учёных позволит существенно упростить и, что самое главное, ускорить процесс производства различного рода деталей с необходимыми специалистам свойствами. Для авиационной и ракетостроительной отрасли это сулит снижение расходов на производство конечной продукции, что с учётом растущей популярности идеи колонизации космоса является очень важным достижением.
Источник trashbox
