Научные основы разработки технологических комплексов нового поколения для цифрового производства перспективных изделий машиностроения с использованием «интеллектуальных» материалов

Целью проекта является научное обеспечение конструкторско-технологических подходов и методов повышения эффективности и качества разработки конструкционных элементов из перспективных композиционных материалов, в том числе – «интеллектуальных», для технических систем различного назначения в условиях цифрового производства путем повышения адекватности их электронных моделей («электронных двойников») реальному объекту за счет совершенствования аналитических и компьютерных моделей при одновременном повышении предсказуемости и воспроизводимости физико-механических и эксплуатационных характеристик реальных изделий за счет управления однородностью структуры и фазового состава применением финишных операций электрофизической обработки в сочетании с аддитивными технологиями формообразования. В ходе реализации проекта планируется выполнение следующих групп исследований и разработок: обоснование концепции цифровых технологических комплексов для реализации создания "Интернета вещей" на базе аддитивного оборудования для формирования многокомпонентных изделий и электрофизических модулей для их постмодифицирования; разработка научных принципов оптимизации характеристик многокомпонентных (композиционных) материалов путем электрофизического квазиструктурирования изделий из них для повышения адекватности создаваемым «электронным двойникам»; теоретическая поддержка и реализация процессов формообразования винтовых поверхностей шариковой винтовой передачи для технологических комплексов нового поколения; анализ, разработка и исследование интеллектуальных методов оценки качества изделий машиностроения; повышение устойчивости конструкционных элементов из неоднородных материалов путем локального теплового воздействия в области механических деформаций; исследование напряженно-деформируемого состояния материалов при динамических нагружениях для изготовления перспективных изделий машиностроения; исследование и описание собственных радиальных и пространственных колебаний круговых стержней пространственных конструкций и вывод уравнений частот для некоторых пространственных конструкций: пространственная сферическая конструкция, конструкция, состоящая из прямолинейных и круговых стержней. В результате выполнение НИР должны быть обоснованы и разработаны точные и адекватные «электронные двойники» типовых пространственных элементов сложной формы из композиционных материалов (например – обшивки крыла и фюзеляжа летательных аппаратов), технологические методы управления структурой и связями в композите окончательно сформированного изделия и сформулированы концепция и технические предложения по разработке отечественных технологических цифровых комплексов трехмерной печати композиционных конструкций со встроенными упрочняющей топологической и сенсорной структурами, реализующих данные модели и технологии.