| Название НИОКТР |
Разработка системы прогнозирования нарушения прочности несущих металлических конструкций в условиях отрицательных температур с применением технологии цифровых двойников
|
| Аннотация |
Проект посвящен разработке системы прогнозирования нарушения прочности несущих металлоконструкций в условиях отрицательных температур с применением технологии цифровых двойников. В рамках проекта решается задача по развитию методики прогнозирования нарушения прочности несущей металлоконструкции технологического оборудования на основе локального критерия хрупкого и интегрированию её в систему мониторинга. Научную новизну проекта составляют следующие результаты:
- локальный критерий прочности, учитывающий влияние свойств материала, температуры эксплуатации (или испытаний), формы и размеров детали и остаточных сварочных напряжений.
- методика использования цифрового двойника металлической конструкции машины или сооружения для прогнозирования его прочности как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации с учетом текущей информации о режиме нагружения, эксплуатационных повреждениях и конструктивных (ремонтных) изменениях.
Критерий прочности является развитием одной из ветвей нелинейной механики разрушения и базируется на исследовательских работах коллектива, проведенных в течение последних 5 лет. Он является силовым, но учитывает пластические деформации, которые происходят в вершине трещины перед разрушением материала.
В основе разработки проекта лежит комплексная технология, сочетающая возможности физического эксперимента (испытания образцов) и численного анализа их напряженно-деформированного состояния. Это позволяет формировать математические модели состояния зоны предразрушения, параметры которой не поддаются измерению аппаратным методом. Математические модели упругопластического деформирования материала в зоне предразрушения позволяют учесть влияние формы трещины, размеров детали и остаточных сварочных напряжений.
Для подтверждения достоверности данного критерия будут использованы результаты испытаний образцов в условиях отрицательных температур, представленные в научно-технической литературе, а также проведенные в рамках данного проекта. С этой целью будут испытаны образцы с трещинами, а также сварные образцы с трещиноподобными концентраторами при отрицательных температурах. Методика прогнозирования прочности, основанная на локальном критерии, соответствует возможностям численного анализа напряженного состояния и органически вписывается в современную технологию проектирования с использованием конечно-элементных расчетов. Именно локальный подход к анализу прочности позволяет возможность хрупкого разрушения конструкции с учетом ее конструктивно-технологических особенностей и условий эксплуатации.
Разрабатываемая в проекте система объединяет научные теории прочности и передовые цифровые технологии. Симбиоз методики прогнозирования прочности на основе локального критерия и программно-аппаратной части с применением цифрового двойника позволяет анализировать конструкцию в режиме реального времени и прогнозировать нарушение прочности на основе фактически собранных статистических данных.
Актуальность данной темы связана с расширением хозяйственной деятельности в северных областях России. Для этого требуется транспортная, грузоподъемная, горнодобывающая, военная техника, а также технологическое оборудование климатического исполнения ХЛ1. Металлические конструкции этого оборудования должны быть защищены от разрушений при эксплуатации в условиях отрицательных температур. От надежности этой техники зависит безопасность людей, работающих в холодном климате, и окружающей среды, а также выполнение стратегических задач. Разрабатываемая система позволит повысить надежность работы за счет комплекса фундаментальной теории прочности и передовой технологии цифрового двойника.
|
| 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 |
25-79-00289
|
| Дата контракта |
2025-09-15
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
621.86-027.31; 621.86:658.562
|
| Количество просмотров |
7
|
| Руководитель работы |
Васильев Иван Андреевич
|
| Руководитель организации |
Фомин Юрий Владимирович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-10-17 11:35:35 UTC, 2025-10-17 11:35:35 UTC
|
| ОКПД |
Оригиналы программного обеспечения прочие
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
прочность; система мониторинга; метод конечных элементов; хрупкое разрушение; контроль состояния; несущая металлоконструкция; нелинейная механика разрушения; упругопластическая деформация; жесткость напряженного состояния
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование; Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
55.51.03 - Теория, конструирование и испытания подъемно-транспортных машин
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Прикладная механика; Автоматизированные системы управления; Механическая инженерия; Электротехника и электроника; Анализ надёжности
|
| 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 |
—
|
