Клей и болты. В России предложен новый подход к "мокрой" сборке

Новый подход к анализу "мокрой" сборки крупногабаритных конструкций с использованием клея и крепежных элементов разработали ученые СПбПУ.

Этот инновационный метод позволяет значительно ускорить и удешевить процесс сборки, а также повысить его надежность. По словам авторов исследования, их подход не имеет аналогов в мире и открывает новые возможности для инженеров. Технология так называемой гибридной или "мокрой" сборки состоит в одновременной установке болтов и нанесении слоя клея при соединении деталей. Это позволяет значительно улучшить качество соединения и увеличить его прочность. Результаты исследования были опубликованы в журнале The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.

Современные технологии находят широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, кораблестроение и строительство инженерных сооружений. Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) поделились информацией о новых разработках в этой области.

Они представили комплексную математическую модель и компьютерный код, способные точно воспроизводить процесс сборки гибких деталей, покрытых слоем вязкого герметика или клея, с использованием крепежных элементов, таких как болты. Это позволяет создавать более надежные и прочные конструкции, устойчивые к воздействию различных нагрузок.

Исследователи также подчеркнули, что такие инновационные подходы могут значительно улучшить качество и долговечность технических систем, а также сократить время и затраты на производство. Это открывает новые перспективы для развития современной промышленности и повышения конкурентоспособности на мировом рынке.

Тема: Применение численного моделирования в проектировании сборочных процессов

Инновационный подход к проектированию сборочных процессов, основанный на численном моделировании, открывает новые возможности для инженеров. Такой подход позволяет более точно предсказывать результаты и оптимизировать процессы, сокращая время и ресурсы, необходимые для достижения желаемого результата.

Заведующий лабораторией Виртуально-имитационного моделирования Физико-механического института СПбПУ Сергей Лупуляк подчеркнул, что ранее инженерам приходилось исходить из опыта и интуиции при разработке технологических процессов сборки. Но теперь, благодаря численному моделированию, они могут получить более точные данные и решения на основе расчетов и анализа.

"Все мы что-нибудь клеили. И каждый раз задавали себе вопросы: сколько клея и как намазать? Насколько сильно прижать? Сколько ждать, пока засохнет? Те же вопросы стоят и перед инженерами, которые разрабатывают технологические процессы сборки с использованием клея. Но до сих пор не было программных комплексов, которые бы помогали инженерам с ответами на эти вопросы", – подчеркнул Сергей Лупуляк.

Исследователи выявили, что математические и вычислительные сложности стали причиной затруднений при моделировании процессов сборки крупных авиационных конструкций, таких как верхняя панель крыла и фюзеляж. Это привело к тому, что численное моделирование при "мокрой" сборке до сих пор не применялось.

Кроме того, ученые отметили, что на сегодняшний день в этой области нет технологий, способных конкурировать по возможностям с разработанной ими моделью. Она позволяет проводить анализ сборки деталей практически любых размеров и сложности, что открывает новые перспективы для авиационной промышленности.

По словам ученого, разработанная модель представляет собой значительный прорыв в области численного моделирования процессов сборки авиационных конструкций. Она позволит улучшить качество и эффективность производства, а также снизить риски возможных дефектов и отказов в эксплуатации.

Инженер-исследователь лаборатории Виртуально-имитационного моделирования СПбПУ, Артем Елисеев, подчеркнул, что потенциальный экономический эффект от коммерциализации данной технологии может достигать миллиардов долларов по всему миру. Он отметил, что точные цифры пока сложно определить, но перспективы весьма обнадеживающие.

Новаторство подхода заключается в его междисциплинарности, объединяя структурный анализ, теорию моделирования сборочных процессов, теорию гидродинамической смазки и вычислительную математику. Важно отметить, что в научной группе СПбПУ сосредоточены эксперты всех этих областей, что способствует более глубокому исследованию и развитию технологии.

Авторы исследования утверждают, что дальнейшее совершенствование их разработки откроет новые возможности для применения в моделировании производства композитных конструкций и других смежных областях, что может привести к значительному прогрессу в промышленности и науке.

Проведение исследований в современном мире является одним из ключевых факторов прогресса и развития общества. Эти исследования несут в себе потенциал для открытия новых знаний и решения сложных проблем. Одним из примеров таких исследований являются проекты, поддерживаемые Российским научным фондом (проект 22-19-00062).

Российский научный фонд играет важную роль в финансировании исследовательских проектов в различных областях науки и технологий. Благодаря этой поддержке ученые имеют возможность проводить глубокие исследования, которые могут привести к значимым открытиям и инновациям. Проект 22-19-00062 - лишь один из многих примеров успешных исследовательских инициатив, поддерживаемых фондом.

Исследования, финансируемые Российским научным фондом, способствуют развитию научного сообщества и укреплению позиций российской науки на мировой арене. Каждый проект, поддержанный фондом, становится важным звеном в цепи научных открытий и инноваций, способствуя прогрессу и процветанию общества.

Источник и фото - ria.ru