Авиация России

В Пермском Политехе разработана методология, позволяющая проектировать детали со сложной внутренней структурой, в том числе состоящие из нескольких материалов с разными характеристиками, для которых форма и внутренняя структура разрабатывается под конкретные условия производства. Об этом сообщили в пресс-службе Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Результаты работы исследователи опубликовали в журнале Russian Engineering Research. Разработка реализована по государственному заданию Министерства науки и высшего образования России.

«Используя математические алгоритмы, были оптимизированы детали и конструкции таким образом, чтобы изделия были легче, прочнее и надёжнее аналогов. Разработку можно будет применять в производстве отечественных самолётов и автомобилей и в сфере тяжёлого машиностроения», – считают специалисты Политеха.

По словам учёных, современные возможности 3D-печати позволяют создавать детали со структурой и свойствами материалов, которые изменяются в объёме изделия. Также можно получить конструкции с ячеистой структурой, которая будет обеспечивать уникальные свойства материала. Чаще всего для этого используют один металл. В Пермском Политехе предложили методологию, которая поможет создавать эффективные изделия одновременно из нескольких материалов. Она позволит автоматизировать технологический процесс их проектирования и производства.

«Два материала в одной конструкции могут обладать разной упругостью, прочностью и весом. Поэтому важно создать рациональную структуру, которая эффективно выдержит нагрузки. Для этого учёные Пермского Политеха использовали алгоритмы мультиматериальной топологической оптимизации. Методика проектирования также позволила определить зоны, пригодные для формирования ячеистой структуры, при этом часть детали заполняют сплошным материалом, а другую часть – ячейками», – рассказали в вуZе. 

Учёные проанализировали механическое поведение ячеистых структур различных типов и определили возможные ограничения при изготовлении изделий с помощью методов аддитивного производства. Исследователи подтвердили эффективность применения ячеек в сложных конструкциях. Результаты работы позволят создавать материалы с требуемыми механическими свойствами и оптимизировать изделия под необходимые параметры.

310