Исследователи Центра Проектирования, производственных технологий и материалов Сколтеха и их коллеги построили и верифицировали модель термопластичного хаотично армированного композиционного материала. Эффективность этой модели показали на примере расчетов прочности перспективных образцов композитной запорной арматуры и предохранительных устройств для съемных цистерн, предназначенных для перевозки химических продуктов автомобильным, железнодорожным и морским транспортом.

Результаты исследования опубликованы в International Journal of Pressure Vessels and Piping.

Одна из наиболее значимых научно-инженерных проблем в области проектирования перспективных конструкций – это отсутствие верифицированных математических моделей, описывающих поведение полимерных композиционных материалов в сложных изделиях.

Команде Сколтеха совместно с научными сотрудниками механико-математического факультета МГУ удалось построить и верифицировать именно такую модель.

«Построенная модель позволяет значительно снизить консерватизм расчетов прочности при проектировании и кастомизации конструкций, а значит свести к минимуму последующие затраты на производство, выполнив при этом необходимые требования безопасности и качества», − комментирует старший преподаватель Иван Сергеичев.

Пример высоокотвественной конструкции, построенной на основе модели / ©Пресс-служба Сколтеха

Полученные результаты свидетельствуют о том, что математические модели поведения композиционных материалов можно применять для «виртуальных испытаний» конструкций взамен дорогостоящих натурных испытаний.

Поведение полимерного композиционного материала, спроектированное моделью / ©Пресс-служба Сколтеха

«Наша исследовательская группа в рамках проекта «Экспериментально –цифровая платформа сертификации» дорожной карты Технет НТИ при поддержке Российского Морского Регистра Судоходства внедряет методы моделирования в процедуры подтверждения соответствия и сертификации высокоответственных изделий», − отмечает Сергеичев.