Научная деятельность

Наименование разработки. Программный комплекс расчёта статически неопределимых пространственных ферм.

Область применения. Программный комплекс даёт возможность произвести расчёт прочности, жёсткости и устойчивости любых структурных конструкций (ферм): строительных кранов, ферменных мостов, потолочных перекрытий дворцов культуры, кинотеатров, спортивных сооружений, заводских и фабричных цехов, аэропортов и т.д.

Технические характеристики. Рассчитываемая ферма может быть линейной, плоской, пространственной, статически определимой и статически неопределимой. Расчёт производится с учётом изменения температуры и неточности монтажа. Количество узлов и стержней неограниченно.

Конкурентные преимущества. Предлагаемый программный комплекс выгодно отличается от всех известных. При расчёте вводятся лишь исходные данные рассматриваемой конструкции, так как программы основаны на универсальных уравнениях, при применении которых нет необходимости в определении степени статической или кинематической неопределимости и геометрической неизменяемости. Комплекс позволяет выполнить проектировочный расчёт предварительно напряженной конструкции.

Правовая защита. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013616146. Заявка №2013614018. Дата поступления 08 мая 2013года. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 27 июня 2013года.

Стадия разработки. Проверочный и проектировочный расчёты ферм полностью разработаны.

Разработчики. Профессор кафедры механики и математического моделирования ИШ Субботницкий В.В, магистранты Кравченко Н.А. и Купресов Д.В.

Примеры рассчитываемых конструкций:

Покрытие спортивного зала.

Расчётная схема глубоководного детектора.

Наименование разработки. Создание оболочек прочных корпусов глубоководной техники из стеклометаллокомпозита.

Область применения. Создание крупногабаритных ударостойких оболочек с высокой удельной прочностью и коррозионостойкостью, позволит решить проблемы глубоководной техники, существенно облегчить конструктивные элементы самолетов, ракет и космической техники. Из таких оболочек можно делать надежные нефте-газопроводы, контейнеры для захоронения радиоактивных отходов и хранения нефтепродуктов.

Технические характеристики. Стекломатериал входит в состав трехслойного композита, в котором он находится в виде слоя между растянутыми обшивками из металлов. Используется способность стекломатериалов надежно соединяться с металлами при определенной температуре.  Вследствие того, что коэффициенты температурного расширения у применяемых металлов выше, чем у стекла, при остывании металлические слои сокращаются в большей мере, чем стеклянный слой. Тем самым создаются механические препятствия к образованию поверхностных микротрещин в стеклянном слое, что приводит к уплотнению стекломассы.

Конкурентные преимущества. Стекло в составе стеклометаллокомпозита приобретает структуру наноматериала. Данный способ изготовления стеклометаллокомпозита не только избавляет стеклянный слой от поверхностных микродефектов и изолирует его от взаимодействия с внешней средой, но и сводит к минимуму внутренние микродефекты. Избавление от вредного воздействия окружающей среды на стеклянный слой осуществляется за счет покрытия всех его поверхностей (лицевых и торцевых) металлическими облицовками. Сведение к минимуму внутренних микродефектов достигается заполнением и формированием стеклянного слоя при повышенном давлении с последующим отжигом стеклометаллокомпозита. Конструкции из стеклометаллокомпозита обладают исключительно высокой прочностью, устойчивостью и бронестойкостью при относительно малом весе и низкой стоимости. В настоящее время нет материала, который по своей эффективности мог бы сравниться со стеклометаллокомпозитом.

Правовая защита. Патент РФ № 2067060. Способ изготовления оболочки прочного корпуса глубоководного аппарата // Пикуль В.В. / Опубл. 27.09.1996. Бюл. изобр. № 27. Патент РФ № 2243900. Способ изготовления композиционного изделия на основе стекла // Пикуль В.В. / Опубл. 10.01.2005. Бюл. изобр. № 1. Патент РФ № 2304117. Способ изготовления стеклометаллокомпозита // Пикуль В.В. / Опубл. 10.08.2007. Бюл. изобр. № 22. Патент РФ № 2361771. Способ изготовления цилиндрической оболочки прочного корпуса подводного аппарата // Пикуль В.В. / Опубл. 20.07.2009. Бюл. изобр. № 20.

Стадия разработки. На данном этапе по результатам гранта ФЦП по теме: «Исследования по созданию оболочек прочных корпусов глубоководной техники из стеклометаллокомпозита» разработаны: математическая модель формирования оболочки прочного корпуса глубоководной техники из стеклометаллокомпозита,  технологический режим изготовления выбранной оболочки,  рекомендации по созданию опытно-промышленного производства оболочек прочного корпуса глубоководной техники из стеклометаллокомпозита.

Разработчики. Профессор кафедры механики и математического моделирования ИШ Пикуль В.В.

Рис. 1. Поперечное сечение двухслойной цилиндрической оболочки: 1 – металлическая обшивка; 2 – стеклянный слой.

Рис. 2. Трехслойный стеклометаллокомпозит: 1, 3 – металлические обшивки; 2 – стеклянный слой.

Научная школа кафедры Механики и математического моделирования
"Математическое моделирование механических систем и процессов, создание конструкционных наноматериалов"

Научная школа