Программа для формирования конечно-элементной модели решетчатой структуры

Наименование РИД	Программа для формирования конечно-элементной модели решетчатой структуры
Реферат	Актуальность разработки обусловлена возрастающим спросом на легкие и прочные конструкции в авиастроении, машиностроении и биомедицинской инженерии, где применение аддитивных технологий позволяет создавать изделия с неоднородной решетчатой структурой. Такие конструкции требуют точного прогнозирования напряженно-деформированного состояния, однако их сложная геометрия, микроструктурная неоднородность и локальные перепады толщин затрудняют традиционные методы численного анализа. Это определяет необходимость разработки специализированной программы, сочетающего вычислительную эффективность с достоверностью результатов. Цель работы – создание программы для формирования конечно-элементных моделей решетчатых структур, обеспечивающей оценку их механического поведения под эксплуатационными нагрузками. Объектом исследования выступают пространственные решетчатые конструкции, характерные для аддитивного производства. Методы исследования базируются на методе конечных элементов с использованием балочных элементов для дискретизации геометрии и анализа распределения напряжений. Разработанная программа автоматизирует этапы проектирования, дискретизации и численного моделирования, обеспечивая высокую точность расчетов при минимизации вычислительных ресурсов. Предложенный подход позволяет эффективно оценивать несущую способность конструкций, учитывая их топологические особенности. Область применения программы включает авиастроение (создание облегченных узлов), машиностроение (структурная оптимизация деталей) и биомедицину (разработка имплантатов с регулируемыми механическими свойствами). Практическая значимость заключается в сокращении сроков проектирования, снижении материалоемкости изделий и повышении надежности за счет виртуальной верификации механических характеристик до этапа натурного тестирования.
Возможные направления использования	Программа позволяет достоверно оценить несущую способность конструкции с заранее сформированной решетчатой структурой. В авиастроении разработанная инструмент позволяет спроектировать силовые узлы, обеспечивающие снижение веса конструкции при сохранении нормированных прочностных характеристик. В машиностроении программа позволит разработать детали с функционально-градиентными свойствами. С ее помощью существует возможность достоверно оценить механические свойства спроектированной детали. Для биомедицинской инженерии программа служит основой для оценки напряженно-деформированного состояния персонализированных имплантатов с регулируемыми биомеханическими свойствами. Данная программа позволяет снизить затраты на проведение натурных испытаний за счет предварительной оценки несущей способности спроектированного изделия.
Количество опытных образцов	10
Количество просмотров	3
Наличие дополнительных файлов	True
Использование РИД правообладателем	False
Внешнее использование РИД	False
НИОКТР (JSON)	{}
ИКСИ (JSON)	[]
ИКСПО (JSON)	[]
ОЭСР (JSON)	[]
Дата первого статуса	2025-11-27T06:09:05.585853+00:00
Предполагаемый тип результата	Программа для ЭВМ
Ожидаемая роль	Исполнитель
Заказчик	ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН"
Руководитель работы	Саченков Оскар Александрович
Руководитель организации	Таюрский Дмитрий Альбертович
Регистрационный номер НИОКТР	125022002736-4
Последний статус	Подтверждена, 625120900290-2, 2025-12-09 12:48:43 UTC
ОКПД	Системы контроля напряженно-деформированного состояния
Ключевые слова	МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ; CAE; РЕШЕТЧАТЫЕ ИМПЛАНТАТЫ; МЕТАМАТЕРИАЛЫ
Исполнители	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Авторы	Саченков Оскар Александрович; Беспалов Игорь Алексеевич; Ахтямов Ильдар Фуатович; Шафигулин Рашид Актасович; Хамзин Данил Эльмирович; Тугашев Никита Федорович
Коды тематических рубрик	30.19.15 - Теория упругости
OESR	Механическая инженерия
Приоритеты научно-технического развития	в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;