В ПИШ КАИ изобрели «мост» к цифровому двойнику композитных преформ

Новую разработку представило образовательное пространство «Технологическое моделирование» Передовой инженерной школы «Комплексная авиационная инженерия» КНИТУ-КАИ. Его ученые спроектировали и изготовили специализированную оснастку, ставшую своеобразным «мостом» между реальными и виртуальными преформами для создания конструкций из композиционных материалов. Новинка призвана упростить задачу по прогнозированию состояния и исследования свойств той или иной преформы, что в конечном итоге позволяет выпускать более качественные изделия из композитов.

«Специализированная оснастка представляет собой оборудование для измерения технологических характеристик тканных преформ, таких как проницаемость и компактируемость от приложенного давления, — рассказывает один из авторов разработки – инженер Центра композитных технологий КНИТУ-КАИ Павел Петров. – Данные измерения необходимы при создании цифрового двойника изделия из композиционного материала на этапе изготовления. В то же время наша оснастка позволяет провести полный цикл изготовления образцов для испытаний с учетом технологической наследственности, то есть учитывая эволюцию свойств в процессе изготовления».

Как заявляют ученые ПИШ КАИ, результаты, полученные подобным способом, можно использовать при проектировании микроструктуры материала, моделировании процессов пропитки и отверждения. Основным итогом, полученным от разработки и внедрения в производственный цикл такой оснастки, является повышение точности разрабатываемых цифровых математических моделей, что в свою очередь позволяет повысить качество разрабатываемых конструкций из композиционных материалов.

«В ближайшей перспективе разработанную оснастку можно будет использовать и для исследования свойств угле-металлических преформ – объединяющих в себе металлические и углеродные волокна на макроуровне, — подчеркивает Павел Петров.  – Таким образом оснастка позволит получить истинные значения коэффициентов наполнения гибридных материалов и изучить процесс пропитки преформы. А это в свою очередь позволит построить точную цифровую модель гибридного материала для дальнейшего подбора оптимальных технологических режимов его обработки. Плюс – позволит эффективно управлять физико-механическими свойствами конструкции из них».

Разработка была реализована в рамках федерального проекта Минобрнауки России «Передовые инженерные школы». Получены два патента на полезную модель: «Оснастка для измерения компактируемости и проницаемости преформ» (№ 226569) и «Оснастка для измерения компактируемости, проницаемости преформ и изготовления элементарных образцов с учетом технологической наследственности» (№ 226154). Планируется коммерциализация оборудования для лабораторий, изучающих композиты.