Учёные Центра НТИ МГТУ им. Н.Э. Баумана разрабатывают уникальную цифровую платформу на базе искусственного интеллекта для проектирования изделий из полимерных композитных материалов (ПКМ). По заявлению разработчиков, аналогов этой системы в мире на сегодняшний день не существует.
Платформа позволяет в автоматизированном режиме подбирать оптимальные композитные материалы под заданные условия эксплуатации, моделировать их поведение при сложных нагрузках и оценивать прочность и долговечность будущих конструкций. Особое внимание уделено удобству использования: система ориентирована на инженеров и конструкторов, не обладающих глубокой специализацией в области композитов.
«Система учитывает более 40 параметров материала, включая анизотропию — различие механических свойств вдоль волокон, поперёк и по толщине. Это обеспечивает высокую точность прогнозирования поведения конструкции в реальных условиях», — отметил научный руководитель проекта, заведующий лабораторией конструкционных материалов Центра НТИ МГТУ им. Н.Э. Баумана, доктор химических наук Иван Сторожук.
По оценкам авторов, внедрение платформы сократит сроки проектирования изделий из ПКМ на 30–40%, а расходы на опытные и натурные испытания — примерно на 20%. Особенно востребованной технология может оказаться при создании лёгких, прочных и устойчивых к нагрузкам конструкций для беспилотных летательных аппаратов — корпусов, силовых элементов и несущих узлов.
Одно из ключевых преимуществ системы — возможность индивидуального подбора композитов под конкретное изделие. Полученные расчётные данные могут быть использованы инженерами в сторонних CAD/CAE-системах для дальнейшей детализации конструкций.
Разработка реализуется полностью на отечественной научно-технической базе и не зависит от зарубежных программных решений и баз данных, что соответствует задачам обеспечения технологического суверенитета. При этом мировой рынок высокоэффективных термопластов, таких как полиэфиркетонкетон, демонстрирует ежегодный рост на 6–11%.
Полимерные композиты находят широкое применение в авиастроении, энергетике, транспорте, строительстве и нефтегазовой отрасли. По информации Центра НТИ, за рубежом комплексных цифровых систем, объединяющих все этапы проектирования ПКМ с учётом их анизотропных свойств, на данный момент не существует.
«Подобные цифровые инструменты закладывают основу для массового внедрения суперконструкционных полимеров и композитов в высокотехнологичные отрасли, включая авиацию и беспилотные системы», — подчеркнул директор Центра НТИ МГТУ им. Н.Э. Баумана Евгений Александров.
Проект стал победителем конкурса Российского научного фонда по ориентированным и прикладным научным исследованиям в рамках национального проекта «Новые материалы и химия».