| Название НИОКТР |
Разработка методологии определения механических характеристик материалов на основе наноиндентирования и алгоритмов машинного обучения
|
| Аннотация |
Наноиндентирование — метод оценки механических свойств материалов в микро- и наномастшабах, однако, его точность ограничена зависимостью измеряемой твёрдости и модуля упругости от приложенной нагрузки: чем ниже нагрузка, тем выше расчетные показатели. Это обусловлено размерным эффектом индентирования, что затрудняет определение истинных свойств материала, сравнение данных между исследованиями и стандартизацию в промышленности. Существующие модели (Оливера-Фарра, Никса-Гао) не учитывают данный эффект или применимы только к кристаллическим материалам.
Цель проекта - разработать методологию обработки кривых индентирования на основе машинного обучения (МО) для универсального определения механических свойств материалов, устранив искажения от размерного эффекта индентирования.
Проект предусматривает создание обширной базы данных кривых индентирования «нагрузка–перемещение» при различных нагрузках (от 1 мН до 400 мН), полученных в результате наноиндентирования ряда эталонных материалов – сталей, полимеров и кристаллов, механические свойства которых известны. Обучение моделей машинного (XGBoost, случайный лес) и глубокого обучения (сверточные и рекуррентные нейронные сети) будет проведено на созданном наборе данных кривых индентирования и соответствующих известных механических характеристик материалов, что позволит создать инструмент предсказания истинных твердости и модуля упругости независимо от нагрузки.
Ключевые задачи проекта:
1. Систематический сбор данных наноиндентирования с использованием различных нагрузок для комплексного отражения микромеханического поведения материалов.
2. Разработка и сравнительная оценка нескольких моделей машинного и глубокого обучения для выявления наиболее эффективных алгоритмов прогнозирования истинных механических свойств по кривым «нагрузка–перемещение».
3. Валидация метода на новых экспериментальных данных для подтверждения его надежности и универсальности.
Успешная реализация проекта обеспечит создание преобразующего инструмента для сообщества исследователей материалов, что позволит надежно сравнивать и интерпретировать результаты наноиндентации в различных системах и условиях, повысит точность определения механических свойств и поспособствует развитию новых материалов и технологий.
Проект соответствует направлениям «передовые производства» (надёжность наноматериалов), «искусственный интеллект» (гибридные физико-информированные модели) и «метрология» (стандартизация). Реализует задачи программ по материаловедению, включая разработку основанных на больших данных решений для экспериментальных задач.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-09-15
|
| Дата окончания |
2027-06-30
|
| Номер контракта |
25-79-00327
|
| Дата контракта |
2025-09-15
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
539.4:620.22
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Карамов Радмир Ильгизович
|
| Руководитель организации |
Романова Дарья Александровна
|
| Исполнитель |
АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СКОЛКОВСКИЙ ИНСТИТУТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2026-01-19 14:48:12 UTC, 2026-01-19 14:48:12 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
машинное обучение; глубокое обучение; наноиндентирование; размерный эффект индентирования; механические свойства материалов; твёрдость; модуль упругости
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
30.19.57 - Прочность материалов
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Прикладная механика
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
