Специалисты Пермского политехнического университета создали передовую технологию, способную существенно снизить массу авиационной и ракетной техники при сохранении их надёжности. Применение новых подходов к проектированию открывает возможности для экономии топлива и уменьшения эксплуатационных расходов, что особенно актуально в условиях современных требований к эффективности и экологичности транспорта.
Новый взгляд на проектирование: двухступенчатый метод
В работе пермских инженеров реализован инновационный двухэтапный процесс оптимизации конструкции. Главная задача — минимальная масса деталей без потери необходимых механических характеристик. Для этого авторы использовали современные вычислительные методы, поочередно применяя топологическую и параметрическую оптимизацию.
Первый этап предполагал моделирование деталей в уникальной программной среде SolidThinking Inspire. Здесь специалисты искали оптимальные формы изделий при определенных нагрузках, максимально облегчая конструкцию совместно с корректным распределением материала. Уже на этой стадии обеспечивалась высокая эффективность проектирования: максимальная устойчивость конструкции достигалась при минимально возможной массе.
Ansys Mechanical APDL: точность и совершенство
Второй шаг заключался в детальной доработке полученных моделей с помощью Ansys Mechanical APDL — одного из самых совершенных программных комплексов для инженерного анализа. На этом этапе команда дорабатывала форму изделия, учитывая все дополнительные параметры прочности и функциональности, а также разрабатывала собственные программные коды для ещё более тонкой настройки.
В результате этого процесса удалось получить конструкции, чья масса была уменьшена в 2,4–6,7 раза по сравнению с исходными заготовками, при этом все прочностные характеристики остались на высоте. Технология позволяет учитывать гораздо больше нюансов, нежели традиционные методы, что делает её уникальной среди существующих решений в данной области.
Преимущества и перспективы реализации
Ведущий разработчик Марат Бекмансуров отмечает: снижение массы деталей напрямую ведёт к уменьшению расхода топлива, что крайне важно для любой современной авиакомпании или предприятия ракетной отрасли. Каждое граммовое облегчение конструкции подразумевает не только экономию, но и повышает экологическую безопасность, благодаря сокращению выбросов в атмосферу.
При этом новая технология проектирования не увеличивает стоимость или сроки разработки, напротив, позволяет создать продукт быстрее и с меньшими затратами на этапе создания прототипа. Это даёт предприятиям шанс быстрее внедрять инновации, сохраняя лидерские позиции на рынке и отвечая строгим современным стандартам.
Шаг в будущее аэрокосмической отрасли
Достижения команды Пермского политехнического университета, а также активное внедрение программ SolidThinking Inspire и Ansys Mechanical APDL, открывают новые перспективы в авиации и ракетостроении. Научная группа доказала, что облегчённые решения возможны без компромисса по прочности, а сама технология в перспективе способна снизить время разработки компонентов для аэрокосмической сферы.
Оптимизация конструкции с учётом множества параметров — залог не только эффективности и экономичности, но и значимый вклад в развитие экологически чистой и безопасной техники будущего. Чем шире будут применяться передовые методы виртуального проектирования, тем быстрее отечественная промышленность сможет предлагать миру продукты нового поколения.
Источник: scientificrussia.ru
