Top.Mail.Ru
РусРусский язык
Разработка ученых ПИШ Пермского Политеха ускорит и улучшит производство деталей для снижения веса самолета

Разработка ученых ПИШ 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 Передовой инженерной школы 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 выдано Роспатентом свидетельство № 2023688307.

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.

В настоящее время 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, руководитель проекта Молодежного проектно-технологического бюро ПИШ ВШАД 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 ПИШ ВШАД — 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.


15.03.241363

Похожие Новости

Есть новость?
Предложи нам!

Предложить новость

politehperm

Продолжаем смотреть студвесны факультетов! 💥 Сегодня в 18:00 стартует программа [club27708346|строительного факультета] «Арлекин». 😏У каждого человека есть то, что заставляет его сердце биться чаще, а мысли крутиться без конца. Это может быть мечта, цель, идея или даже страсть, которая становится центром его жизни. Но за каждый шаг, за каждое действие, за все, что мы делаем ради этой высшей цели, нам приходится платить свою цену. Она может быть разной — временем, силами или даже частью себя... 📹 Смотрите прямую трансляцию https://vkvideo.ru/video-38489_456240203 🎬 Режиссер программы: [id385682693|Лиза Воронцова] Сценаристы программы: [id385682693|Лиза Воронцова], [id383989370|Даниил Мартышев], [id442956947|Иван Воронцов] Трансляция: Команда ПолитехMedia Режиссер эфира и техсопровождение: [id287382025|Виктория Калинкина] Операторы: [id164603203|Роман Худяков], [id317974888|Даяна Казарян], [id186748031|Оля Шилова] Вывод звука в трансляции: [id346171267|Денис Мурашев] #творчество@politehperm #студвесна@politehperm