Разработка интегрированной системы компьютерного проектирования и инжиниринга для аддитивного производства легких и надежных композитных конструкций ключевых высокотехнологичных отраслей промышленности

Цель: разработка интегрированной системы компьютерного проектирования и инжиниринга композиционных материалов и композитных конструкций (ИСКПИ) и технологического оборудования для аддитивного производства композиционных материалов и композитных конструкций на их основе. Построен макет ИСКПИ. Разработан, изготовлен и испытан Z2-принтер для аддитивного производства изделий из двух- и трехкомпонентных композиционных материалов на основе метода послойного наплавления. Изготовлены образцы двух- и трехкомпонентных композиционных материалов с помощью разработанного Z2-принтера. Проведены испытания изготовленных по аддитивной технологии образцов двух- и трехкомпонентных композиционных материалов. Разработаны модули многоуровневого моделирования, основанные на методах гомо- и гетерогенизации, позволяющие выполнять виртуальные испытания образцов композиционного материала и композитных конструкций на основе многоуровневых конечно-элементных моделей. Составлена инструкция по топологической и многопараметрической оптимизации композиционных материалов и композитных конструкций. Проведены многовариантные исследования возможностей передовых мировых систем оптимизации применительно к топологической и параметрической оптимизации конструкций. Построены параметрические конечно-элементные модели микроструктуры композиционного материала, изготовленного с помощью 3D-печати, учитывающие нерегулярные особенности микроструктуры и наличие дефектов. Осуществлены виртуальные испытания образцов двухкомпонентных композиционных материалов на основе разработанных конечно-элементных моделей и программных компонентов многоуровневого моделирования.