22.10.2018
/ авторские статьи, композит, композитные материалы, композитное судно
Морские композиты в альпийском стиле
В этом году VIII международная конференция "Композиты СНГ-2018" — ежегодная эффективная площадка для встреч представителей делового и научного сообществ, участвующих в производстве и применениях композиционных материалов и решений на их основе в странах Содружества Независимых Государств (СНГ), состоялась 11-12 октября в гостинице "Рэдиссон Роза Хутор" на Красной Поляне в горах над Сочи.
По уверениям организаторов, проведение такого рода конференций в местах, удаленных от столичной суеты, позволяет участникам сосредоточиться на содержании докладов и принять живое обсуждение в прениях. Забегая вперед, необходимо отметить, что данный тезис получил реальное подтверждение в процессе проведения конференции. Порядка 90% делегатов конференции не покинули заседаний до самого конца второго дня, принимая самое непосредственное участие в обсуждении сделанных спикерами докладов.
Кроме российских ученых и специалистов, чиновников, бизнесменов и предпринимателей, на конференции присутствовали ученые и специалисты из Белоруссии и других стран Содружества, а также из Чехии. В основном это были представители компаний — разработчиков различных композиционных материалов, а также изделий из них, представители крупных научных центров, например, ЦАГИ имени профессора Н.Е. Жуковского, МГУ им. Ломоносова, Пермского национального исследовательского технического университета и ряда других организаций.
Заметное количество среди участников конференции занимали представители разработчиков различных компьютерных приложений, предназначенных для проектирования изделий из композиционных материалов.
В качестве основной темы конференции рассматривалась роль численных методов в процессе создания полимерных композиционных материалов и стоимостной анализ жизненного цикла изделий из них. В рамках основной темы конференции большое внимание было уделено математическому моделированию изделий из композитов, в том числе:
Несмотря на достаточно внушительное присутствие на конференции представителей авиационной отрасли, специализирующихся в области создания элементов летательных аппаратов из композитов, а также компаний, внедряющих программные продукты в этой области, морские композиты заняли в обсуждениях свое, по мнению автора, достойное место.
Во-первых, мной как представителем компании "Ахто-Пласт-Эксперт" был сделан развернутый доклад, в котором рассматривались способы верификации проектных решений, полученных численными методами при создании судов и их крупных элементов из композитов с позиций обеспечения их характеристик долговечности. В докладе была рассмотрены основные положения механики разрушения композиционных материалов, их эксплуатационное поведение, а также критерии разрушения.
Был широко освещен опыт разработки в среде ANSYS конечно-элементной прочностной модели надстройки пассажирского судна на подводных крыльях, выполненной под руководством автора в МИЦ "Композиты России" при МГТУ им. Н.Э. Баумана. Были рассмотрены другие примеры проектирования конструкций из композитов с использованием среды ANSYS, в том числе, на основе ячеистой структуры. Были сформулированы и проиллюстрированы принципы верификации численных моделей с использованием инструментальных исследований методами неразрушающего контроля. В заключение доклада были озвучены выводы, полученные разработчиками скоростного катамарана из композита на основе углеродного волокна с использованием программных комплексов ANSYS, NASTRAN и PAM-RTM.
С описанным выше докладом очень близко перекликался доклад, сделанный представителем компании "PLM Урал" А.О. Шибаевым, который был посвящен использованию численных методов при проектировании изделий из композиционных материалов. В частности, в докладе рассматривался программный пакет ESI PAM-RTM, который предназначен для моделирования технологического процесса изготовления композитного изделия методом пропитки сухой ткани связующим.
В этом программном продукте реализована возможность расчета всех основных технологий производства методом инжекции связующего в форму. В ходе расчета пользователь отрабатывает оптимальную схему производства изделия, варьируя при необходимости, схему подачи/отвода связующего, расположение вакуумных портов, укладку композита, материалы, связующее, температурные режимы и так далее. Прогнозируется фронт распределения связующего, наличие сухих зон, пористость изделия, поле давления, степень полимеризации и ряд других параметров. Расчет процессов пропитки композитов позволяет определить оптимальную технологию производства, спрогнозировать места образования и причины появления дефектов. Аудитория проявила к докладу большой интерес.
В докладе также сообщалось, что программа PAM-RTM использовалась при постройке на Средне-Невском судостроительном заводе скоростного пассажирского катамарана из композита на основе углеродного волокна. Доклад вызвал живое обсуждение.
Много внимания в докладах было уделено такому перспективному материалу, как композит на основе базальтового волокна или базальтопластик. Доклад ученого секретаря НПО "Стеклопластик" Деминой Н.М. был посвящен сравнительному анализу армирующих высокопрочных стеклянных и базальтовых волокон и их перспективному применению в различных областях техники, в том числе, в судостроении. В докладе представителя научно-производственной компании "РБ-Композит" Шестопалова В.Ю. рассматривались особенности создания и использования сотового заполнителя на основе стекло-, базальто- и углепластиков, в том числе, как материала среднего слоя изделий из композитов для судостроения.
В докладе, в частности, указывалось, что данные материалы рассматриваются Средне-Невским судостроительным заводом как основа для изготовления крышек люков различных типов. По сообщению ряда других докладчиков, пространственно армированные конструкции из композитов на основе различных типов армирующих волокон в настоящее время рассматриваются в качестве очень перспективных материалов для судостроения, в частности, эти материалы также привлекают внимание Средне-Невского судостроительного завода, как основа для изготовления дельных вещей.
Большой интерес вызвал доклад представителя компании ИТЕКМА И.А. Тимошкина, в котором рассказывалось о результатах создания огнестойкого композита, выдерживающего испытания открытым огнем при высоких температурах. Известно, что пожарная опасность является одним из сдерживающих факторов применения композитов в отечественном гражданском судостроении. Поэтому применение такого рода материалов для огнестойких и огнезадерживающих конструкций может позволить решить эту проблему при условии сертификации этих материалов по правилам отечественных классификационных обществ.
Таким образом, учитывая изложенное выше, можно видеть, что, несмотря на окружающие горы, вопросам судостроения было уделено немало внимания.
Как общий вывод, необходимо отметить, что при всей целесообразности использования средств компьютерного моделирования необходимо иметь верифицированные модели для достаточно точного описания реального процесса. Верификацию необходимо проводить с использованием опытных образцов, а также на основе результатов достаточно хорошо организованных исследований и экспериментов. Это позволит добиться в перспективе лучшей сходимости между результатами расчетов численными методами и эксплуатационными параметрами и характеристиками изделий из композитов.
 |
| Отель "Редиссон Роза Хутор" / Официальный сайт Radisson |
Кроме российских ученых и специалистов, чиновников, бизнесменов и предпринимателей, на конференции присутствовали ученые и специалисты из Белоруссии и других стран Содружества, а также из Чехии. В основном это были представители компаний — разработчиков различных композиционных материалов, а также изделий из них, представители крупных научных центров, например, ЦАГИ имени профессора Н.Е. Жуковского, МГУ им. Ломоносова, Пермского национального исследовательского технического университета и ряда других организаций.
Заметное количество среди участников конференции занимали представители разработчиков различных компьютерных приложений, предназначенных для проектирования изделий из композиционных материалов.
В качестве основной темы конференции рассматривалась роль численных методов в процессе создания полимерных композиционных материалов и стоимостной анализ жизненного цикла изделий из них. В рамках основной темы конференции большое внимание было уделено математическому моделированию изделий из композитов, в том числе:
- основным положениям применения численных методов;
- разработке и управлению числовыми моделями изделий, в первую очередь, обеспечению их качества, верификации и валидации;
- численному моделированию физических процессов, в том числе, механики твердого тела, низкоскоростных и высокоскоростных ударов;
- валидации пакетов программного обеспечения,
- применению математических моделей для замены дорогостоящих натурных экспериментов виртуальными испытаниями и имитационным моделированием, в том числе при сертификации изделий (при подтверждении соответствия)
- использованию "больших массивов данных" (Big Data);
- роботизации.
Несмотря на достаточно внушительное присутствие на конференции представителей авиационной отрасли, специализирующихся в области создания элементов летательных аппаратов из композитов, а также компаний, внедряющих программные продукты в этой области, морские композиты заняли в обсуждениях свое, по мнению автора, достойное место.
 |
| Михаил Францев / Корабел.ру |
Во-первых, мной как представителем компании "Ахто-Пласт-Эксперт" был сделан развернутый доклад, в котором рассматривались способы верификации проектных решений, полученных численными методами при создании судов и их крупных элементов из композитов с позиций обеспечения их характеристик долговечности. В докладе была рассмотрены основные положения механики разрушения композиционных материалов, их эксплуатационное поведение, а также критерии разрушения.
Был широко освещен опыт разработки в среде ANSYS конечно-элементной прочностной модели надстройки пассажирского судна на подводных крыльях, выполненной под руководством автора в МИЦ "Композиты России" при МГТУ им. Н.Э. Баумана. Были рассмотрены другие примеры проектирования конструкций из композитов с использованием среды ANSYS, в том числе, на основе ячеистой структуры. Были сформулированы и проиллюстрированы принципы верификации численных моделей с использованием инструментальных исследований методами неразрушающего контроля. В заключение доклада были озвучены выводы, полученные разработчиками скоростного катамарана из композита на основе углеродного волокна с использованием программных комплексов ANSYS, NASTRAN и PAM-RTM.
 |
| Надстройка СПК из композитов: исходная геометрия, конечно-элементная модель, перегрузки от изгибающего момента, опытный образец / Михаил Францев |
С описанным выше докладом очень близко перекликался доклад, сделанный представителем компании "PLM Урал" А.О. Шибаевым, который был посвящен использованию численных методов при проектировании изделий из композиционных материалов. В частности, в докладе рассматривался программный пакет ESI PAM-RTM, который предназначен для моделирования технологического процесса изготовления композитного изделия методом пропитки сухой ткани связующим.
В этом программном продукте реализована возможность расчета всех основных технологий производства методом инжекции связующего в форму. В ходе расчета пользователь отрабатывает оптимальную схему производства изделия, варьируя при необходимости, схему подачи/отвода связующего, расположение вакуумных портов, укладку композита, материалы, связующее, температурные режимы и так далее. Прогнозируется фронт распределения связующего, наличие сухих зон, пористость изделия, поле давления, степень полимеризации и ряд других параметров. Расчет процессов пропитки композитов позволяет определить оптимальную технологию производства, спрогнозировать места образования и причины появления дефектов. Аудитория проявила к докладу большой интерес.
В докладе также сообщалось, что программа PAM-RTM использовалась при постройке на Средне-Невском судостроительном заводе скоростного пассажирского катамарана из композита на основе углеродного волокна. Доклад вызвал живое обсуждение.
 |
| Вторая очередь Цеха стеклопластикового судостроения СНСЗ |
Много внимания в докладах было уделено такому перспективному материалу, как композит на основе базальтового волокна или базальтопластик. Доклад ученого секретаря НПО "Стеклопластик" Деминой Н.М. был посвящен сравнительному анализу армирующих высокопрочных стеклянных и базальтовых волокон и их перспективному применению в различных областях техники, в том числе, в судостроении. В докладе представителя научно-производственной компании "РБ-Композит" Шестопалова В.Ю. рассматривались особенности создания и использования сотового заполнителя на основе стекло-, базальто- и углепластиков, в том числе, как материала среднего слоя изделий из композитов для судостроения.
В докладе, в частности, указывалось, что данные материалы рассматриваются Средне-Невским судостроительным заводом как основа для изготовления крышек люков различных типов. По сообщению ряда других докладчиков, пространственно армированные конструкции из композитов на основе различных типов армирующих волокон в настоящее время рассматриваются в качестве очень перспективных материалов для судостроения, в частности, эти материалы также привлекают внимание Средне-Невского судостроительного завода, как основа для изготовления дельных вещей.
Большой интерес вызвал доклад представителя компании ИТЕКМА И.А. Тимошкина, в котором рассказывалось о результатах создания огнестойкого композита, выдерживающего испытания открытым огнем при высоких температурах. Известно, что пожарная опасность является одним из сдерживающих факторов применения композитов в отечественном гражданском судостроении. Поэтому применение такого рода материалов для огнестойких и огнезадерживающих конструкций может позволить решить эту проблему при условии сертификации этих материалов по правилам отечественных классификационных обществ.
Таким образом, учитывая изложенное выше, можно видеть, что, несмотря на окружающие горы, вопросам судостроения было уделено немало внимания.
 |
| Отель "Редиссон Роза Хутор" / Официальный сайт Radisson |
Как общий вывод, необходимо отметить, что при всей целесообразности использования средств компьютерного моделирования необходимо иметь верифицированные модели для достаточно точного описания реального процесса. Верификацию необходимо проводить с использованием опытных образцов, а также на основе результатов достаточно хорошо организованных исследований и экспериментов. Это позволит добиться в перспективе лучшей сходимости между результатами расчетов численными методами и эксплуатационными параметрами и характеристиками изделий из композитов.
Михаил Францев,
кандидат технических наук
кандидат технических наук
Материалы по теме:
Легкие, экономные, выгодные, но не востребованные. Почему в России до сих пор не популярен композит? (доклад первого заместителя гендиректора СНСЗ на конференции "Иннопром-2018")
Первый полет "Грифона" (о первом пассажирском рейсе катамарана "Грифон")
Стеклопластик наступает (о закладке тральщика "Александр Обухов")
Спустили тральщик "Иван Антонов". Как это было
Универсальность, экономичность и современные материалы – новый катамаран от СНСЗ
Легкие, экономные, выгодные, но не востребованные. Почему в России до сих пор не популярен композит? (доклад первого заместителя гендиректора СНСЗ на конференции "Иннопром-2018")
Первый полет "Грифона" (о первом пассажирском рейсе катамарана "Грифон")
Стеклопластик наступает (о закладке тральщика "Александр Обухов")
Спустили тральщик "Иван Антонов". Как это было
Универсальность, экономичность и современные материалы – новый катамаран от СНСЗ
Комментарии 24.
|
Свежие новости
В Северном Ледовитом океане идет процесс ледообразования, чистыми остаются лишь два моря 21:15 , 20 Ноября 2024 / судоходство |
В Архангельске с 21 ноября пассажирские теплоходы уступят место буксирам 21:00 , 20 Ноября 2024 / судоходство |
За шесть лет мощности морских портов РФ вырастут на 200 млн тонн - Михаил Мишустин 20:45 , 20 Ноября 2024 / порты |
- 0
- 0
- 2
- 0
- 0
- 0
- 20:5721.11.2024 В ААНИИ подведут итоги гидрометеобеспечения морских операций на СМП в 2024 годуСудоходство0
- 20:3321.11.2024 В ходе первого этапа "Генеральной уборки" в Приморье подняли девять судовСудоходство0
- 0
- 20:0221.11.2024 Закрыть навигацию маломерных судов в Саратовской области планируют 2 декабряЯхты и катера0