Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание научно-технического задела в области программных средств с использованием технологий высокопроизводительных вычислений для моделирования механических и тепловых режимов специализированных базовых несущих конструкций электронных устройств из перспективных композиционных материалов для космического и авиационного применения

Номер контракта: 14.579.21.0007

Руководитель: Морозов Евгений Михайлович

Должность: профессор

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
композиционные материалы, механические, температурные воздействия, эффективные характеристики, прочность, конечные деформации, высокопроизводительные вычисления.

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научных/научно-технических решений в области создания программного обеспечения (далее ПО) для моделирования механических и тепловых режимов специализированных несущих конструкций из перспективных композиционных материалов для космического и авиационного применения.

Основные планируемые результаты проекта:
Методика оценки эффективных (осредненных) механических (модуль Юнга, коэффициент Пуассона) и температурных (коэффициент теплопроводности, коэффициент температурного расширения) параметров композиционных материалов.
Алгоритм, реализующий методику оценки эффективных механических (модуль Юнга, коэффициент Пуассона) и температурных (коэффициент теплопроводности, коэффициент температурного расширения) параметров, задающих упругие и термоупругие свойства композиционных материалов (слоистых, слоисто-волокнистых, металлокомпозитов) при механических (давление, сила, ускорение) и немеханических (температура) воздействиях с учетом использования высокопроизводительных вычислений (OpenMP, MPI).
Алгоритм численного моделирования напряженно-деформированного состояния элементов конструкций (пластин, стержней) из композитов при механических (давление, сила, ускорение) и немеханических (температура) воздействиях.
Технические гребования в виде технического задания (ТЗ) на опытно-конструкторские работы (ОКР) по теме «Создание программных средств для моделирования механических и тепловых режимов специализированных базовых несущих конструкций электронных устройств из перспективных композиционных материалов».
Рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов проведенных в рамках ПНИ работ в реальном секторе экономики.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В настоящее время разработчики РЭА работают в условиях отсутствия специализированных программных продуктов, учитывающих специфику элементов конструкций из композиционных материалов, способных испытывать конечные деформации. Отсутствуют специализированные программные средства и для оценки остаточной прочности такого элемента конструкции в процессе эксплуатации (что не позволяет, в частности, оценить ресурс изделия в условиях невозможности его демонтажа и замены).
Данный проект позволит создать специализированное программное обеспечение, которое позволяет более точно по сравнению с универсальными системами инженерного прочностного анализа учесть особенности деформирования и разрушения элементов конструкций из композиционных материалов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
По, которое будет разработано в ходе выполнения проекта, может быть использовано при разработке новых типов композиционных материалов и элементов конструкций из них. Данные типы композиционных материалов и элементы конструкций способны работать в условиях немалых деформаций и испытывать механические и температурные воздействия.
Разработанный прототип ПО может быть масштабируем (адаптируем) для других областей промышленности, в которых невозможен полномасштабный натурный эксперимент (например, атомной). Полученные в результате ПНИ методики, могут быть обобщены на случай пористых материалов.
Созданный на основе прототипа ПО программный продукт позволит сократить число натурных экспериментов с использованием дорогостоящего оборудования.

Текущие результаты проекта:
Разработаны проекты методики численной оценки эффективных механических характеристик композиционных материалов в двухмерном и трехмерном случаях при линейном и нелинейном деформировании.
Разработан проект методики численной оценки тепловых режимов несущих конструкций из композиционных материалов при нелинейном деформировании.
Разработка алгоритмов, реализующего методику численной оценки эффективных механических характеристик композиционных материалов в двумерном и трехмерном случаях при нелинейных деформированиях
Разработка алгоритма, реализующего методику численной оценки тепловых режимов несущих конструкций из композиционных материалов
Разработка структуры ЭО ПО
Разработка Программы и методики экспериментальных исследований ЭО ПО
Разработка версии ЭО ПО для проведения визуализации и инженерного анализа результатов моделирования и расчета механических и тепловых режимов специализированных несущих конструкций из композиционных материалов