Forskare vid Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials och deras kollegor har utvecklat och experimentellt verifierat modellen av ett termoplastiskt kompositmaterial kaotiskt förstärkt av korta glasfibrer. Effektiviteten och tillämpbarheten av denna modell demonstrerades på hållfasthetsberäkningar av lovande kompositventiler och säkerhetsanordningar för UN-tankar för väg, järnvägs- och sjötransporter av kemiska ämnen. Resultaten publicerades i International Journal of Pressure Vessels and Piping.

Ett av de viktigaste vetenskapliga och tekniska problemen vid utformningen av lovande strukturer är bristen på verifierade matematiska modeller som beskriver beteendet hos polymerkompositmaterial i komplexa produkter. Skoltech-teamet, tillsammans med forskare från mekanik- och matematikavdelningen vid Lomonosov Moscow State University, kunde bygga och verifiera just en sådan modell.

"Den utvecklade modellen gör det möjligt att avsevärt minska konservatismen i hållfasthetsberäkningar vid design och anpassning av strukturer, vilket innebär att minimera efterföljande tillverkningskostnader, samtidigt som de uppfyller de nödvändiga säkerhets- och kvalitetskraven, ", säger biträdande professor Ivan Sergeichev.

De erhållna resultaten indikerar att matematiska modeller av kompositmaterials beteende är tillämpbara på "virtuella tester" av strukturer istället för dyra fullskaliga tester.

"Vår forskargrupp introducerar modelleringsmetoderna i procedurerna för att bekräfta överensstämmelse och certifiering av mycket ansvarsfulla strukturer inom ramen för projektet Experimentell och digital certifieringsplattform för Technet roadmap of National Technological Initiative-programmet med stöd av det ryska sjöfartsregistret för Frakt, " noterar Sergeichev.