1660196300

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Развитие работ по проектированию композитных конструкций для полярных условий

В рамках программы «Приоритет 2030» в СПбГМТУ продолжаются работы на кафедре строительной механики корабля над проектом по созданию цифровой платформы (ЦП) проектирования оптимальных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ), предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур.

Отличительной особенностью проектирования конструкций из ПКМ является тесная взаимосвязь между самой конструкцией, характеристиками материала и технологией изготовления. Эти три составляющих настолько взаимозависимы, что попытка последовательного проектирования и поэтапного производства, как это принято для традиционных конструкционных материалов, может привести к катастрофическим последствиям при эксплуатации объекта.

В рамках очередного этапа, завершаемого в июне 2022 г., разработана архитектура цифровой платформы. Для организации и управления данными проектирования реализуется общий модульно-компонентный подход, основанный на базе знаний (БЗ), важном элементе гибкой интеллектуальной системы проектирования и производства. БЗ включает в себя базу данных ПКМ, технологии производства, информацию о конструкции, данных об эксплуатации (запись с систем мониторинга). Взаимосвязь «материал-технология-конструкция» должна быть установлена с помощью экспериментальной и математической моделей, включая интеллектуальные (настраиваемые). Подход также позволяет в дальнейшей перспективе дополнять и расширять функциональность ЦП для более тесной интеграции разработок отдельных систем, с целью достижения требуемых тактико-технических и экономических показателей объекта.

В архитектуру ЦП сразу закладывались не только «классические» объекты, выполненные из ПКМ, но и возможные перспективные разработки. В частности, это концептуальный проект модульной платформы беспилотного судна (МБПС), который позволит расширить спектр исследовательских, поисково-спасательных, поисково-разведочных работ на арктическом шельфе в условиях не только чистой воды, но и в условиях битого льда различной сплоченности, с учетом возможного обледенения, морского волнения и прочих усложняющих эксплуатацию условий.

Использование многокритериальной оптимизации на уровнях ПКМ и конструкции повысит эффективность решения проектных задач. Одной из реализаций МПБС может стать построение на единой базе корпуса натурной измерительной базы, оснащенной тензометрическим, оптоволоконным или иным измерительным оборудованием. Перспективным развитием может стать база обеспечения беспилотных летательных аппаратов. Использование этой концепции позволит расширить возможности использования БПЛА, быстрой релокации и доступа на удаленные и труднодоступные участки арктического региона.