15 марта 2024 г., AviaStat.ru – Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали и запатентовали программу для быстрого проектирования сэндвич-панелей, которые используются для производства корпусов, отсеков и обшивки самолетов. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на данные вуза.

"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", - рассказал кандидат физико-математических наук, доцент кафедры "Динамика и прочность машин" ПНИПУ Михаил Ташкинов.

По словам ученых, 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 и атмосферное давление. А легкий пористый заполнитель повышает сопротивление нагрузкам и обеспечивает дополнительный функционал, например, звукопоглощение.

Как пояснили в университете, сейчас часто применяются структуры с сотовым заполнением, однако, с учетом развития аддитивных технологий, альтернативой им могут стать решетчатые или ячеистые структуры со сложной геометрией. Такие решетки основаны на элементарной ячейке определенного дизайна, которая многократно копируется в нескольких направлениях для создания цельной структуры. Для их производства можно использовать 3D-печать, 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", - сообщили в ПНИПУ.

По словам Ташкинова, в разработанную 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", - сказал исследователь, отметив, что это позволит сэкономить время, средства и материалы производителей, а также создавать более легкие и прочные детали для авиационной и аэрокосмической отрасли. На разработку пермского ученого выдано свидетельство Роспатента.