Цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench®
Уникальный онлайн-курс «Цифровые двойники изделий»
Мероприятия 28 Сентября 2023 года
Данная новость была прочитана 1825 раз

Специалисты Инжинирингового центра (CompMechLab®) Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» провели курс обучения «Полимерные композиционные материалы» для сотрудников АО «ЦКБ морской техники «Рубин»

С 17 июля по 22 сентября 2023 года сотрудники Инжинирингового центра «Центра компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» провели обучение по курсу «Полимерные композиционные материалы» для сотрудников АО «ЦКБ морской техники «Рубин».

Курс был посвящен изучению наиболее распространенной группы композиционных материалов – полимерные композиционные материалы (ПКМ). В рамках обучающей программы были рассмотрены основные сведения о ПКМ, а именно: особенности структуры композитов, процессы изготовления и обработки композиционных материалов, методы проектирования физико-механических и эксплуатационных свойств создаваемых материалов в зависимости от задач и требуемых характеристик конечного изделия.

Курс прошел в смешанном формате. Материалы онлайн-курса были представлены видеолекциями для каждой отдельно взятой темы курса, а также дополнительным учебным материалом: конспектами лекций, презентациями, ключевыми терминами и рекомендованными источниками для самостоятельного изучения.

Также представители Передовой инженерной школы в рамках курса очно провели ряд обучающих лекций на территории заказчика. Доклады были разделены на три блока по темам:

  • «Судостроение»,
  • «Введение в механику и особенности моделирования ПКМ. Опыт производства» и
  • «Моделирование узлов из ПКМ. Валидация математических и компьютерных моделей для проведения цифровых (виртуальных) испытаний стандартных образцов, изготовленных из ПКМ».

В первом блоке Михаил Ховайко, ведущий инженер УНИЛ «Вычислительная механика» ПИШ СПбПУ, прочитал две лекции.

Первая была посвящена опыту в области расчетного обоснования судов из ПКМ на основе методик и требований классификационных сообществ: DNV (Det Norske Veritas), Lloyd's Registe, Российский морской регистр судоходства.
Во второй речь шла об анализе требований российских и зарубежных классификационных сообществ, регламентирующих применение ПКМ в корпусных конструкциях судов.
Также был продемонстрирован порядок расчетного обоснования судов из ПКМ на основе прямого конечно-элементного моделирования, определяемый правилами различных классификационных сообществ.

Затем с докладом на тему «Технологические особенности производства изделий из ПКМ в судостроении» выступила Дарья Софронова, инженер отдела конечно-элементной механики и компьютерного инжиниринга Института передовых производственных технологий ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Она сделала обзор основных методов изготовления изделий из ПКМ, применяемых в судостроении, рассмотрела основные типы армирующих и связующих материалов и легких заполнителей, а также варианты их сочетаний.

Во втором блоке доцент Высшей школы передовых цифровых технологий ИППТ ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг», к.т.н. Илья Керестень рассказал слушателям курса об основах механики ПКМ и ключевых понятиях механики деформируемого твердого тела, а также об эффективных характеристиках ПКМ и способах их определения.

Также с двумя докладами выступила Дарья Ожгибесова, специалист отдела энергетического машиностроения Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ.

В докладах были представлены требования к математическому и компьютерному моделированию ПКМ, способы укладки, учет особенностей расчетов прочности, качества конечно-элементных моделей, корректный учет приформовочных соединений в расчете, а также была представлена валидация моделей для проведения виртуальных испытаний стандартных образцов для определения физико-механических характеристик ПКМ с учетом: преднапряженного состояния ПКМ; адгезионной прочности; деградации свойств; расслоения; усталости и ползучести.

В третьем блоке научный сотрудник Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) ПИШ СПбПУ Максим Никитин описал слушателям подход к производству отдельных элементов конструкции из ПКМ на примере нескольких ответственных узлов и агрегатов.
Также была описана методика производства и расчета изделий из ПКМ с учетом заданных свойств.

В этом же блоке Илья Керестень выступил с докладом, где представил валидацию моделей для проведения стандартных (виртуальных) испытаний стандартных образцов для определения физико-механических характеристик ПКМ. Также представил валидацию моделей для проведения виртуальных испытаний конструктивно подобных образцов, изготовленных из ПКМ и рассмотрел различные статические и динамические нагрузки.

Помимо лекционных материалов, курс включал 4 практических задания, выполняемых слушателями индивидуально по результатам ознакомления с соответствующим лекционным теоретическим материалом.

  • «На сегодняшний день, в различных отраслях машиностроения, в частности, в судостроении, все большее применение находят полимерные композиционные материалы по сравнению с металлами ввиду ряда преимуществ. Одним из главных преимуществ является возможность существенного снижения массы при обеспечении требований прочности.
  • Данная программа дополнительного образования, успешно освоенная сотрудниками АО «ЦКБ МТ «Рубин», посвящена особенностям цифрового проектирования и моделирования изделий из полимерных композиционных материалов с использований передовых технологий цифрового инжиниринга»
    – добавил Илья Керестень.

Курс включает 16 тем, которые можно представить 4 укрупненными тематическими блоками:

1. Знакомство с полимерными композиционными материалами

  • Конструкционные материалы;
  • Композиционные материалы;
  • Полимерные композиционные материалы;
  • Анализ современного рынка полимерных композиционных материалов.

2. Проектирование полимерных композиционных материалов

  • Полимерные матрицы. Высокомолекулярные соединения. Полимерное состояние вещества;
  • Физико-механические свойства полимеров;
  • Выбор полимерной матрицы;
  • Наполнители для волокнистых полимерных композиционных материалов;
  • Введение в механику композиционных материалов;
  • Методы математического описания изделий из полимерных композиционных материалов.

3. Технологии производства и обработки полимерных композиционных материалов

  • Подготовка сырья;
  • Технологии изготовления препрегов на основе термореактивных и термопластичных полимеров;
  • Технологии изготовления изделий и конструкций из полимерных композиционных материалов на основе термореактивных полимеров;
  • Технологии изготовления изделий и конструкций из полимерных композиционных материалов на основе термопластичных полимеров.

4. Эксплуатация полимерных композиционных материалов

  • Методы испытания полимерных конструкционных материалов;
  • Технологии ремонта и восстановления изделий из полимерных композиционных материалов.

Разработка и реализация корпоративных образовательных программ для высокотехнологичных предприятий входит в число приоритетных направлений работы Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии».

Например, специалисты ПАО «Т Плюс» проходят обучение по программе «Подготовка кадров к цифровой трансформации».

С июня по октябрь 2022 года сотрудники ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация» (ПАО «ОАК», входит в Госкорпорацию «Ростех») проходили обучение по четырем модулям программы «Развитие производства для достижения технологического лидерства».

В экосистеме технологического развития СПбПУ по заказу высокотехнологичных корпораций и компаний разрабатываются и реализуются кастомизированные программы дополнительного профессионального образования в области цифровой экономики, цифровой трансформации промышленности, цифрового инжиниринга, математического и имитационного моделирования, цифрового проектирования, передовых цифровых и производственных технологий. Обучение реализуется в различных формах: в очной форме и с применением дистанционных образовательных технологий.

Подробная информация представлена в буклете Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг».

Новости на сайте по теме публикации: