Обчислювальний аналіз та синтез складних матеріалів
Розробка методів проектування функціональних анізотропних композиційних матеріалів
Композиційні матеріали широко використовуються в різних галузях сучасної техніки завдяки тому, що їх фізико-механічні властивості дозволяють значно поліпшити технічні характеристики виробів. Відмінною особливістю технологічних процесів виготовлення елементів конструкцій з композитів є одночасність створення матеріалу та виробу. Зміна структури арматури дозволяє змінювати в бажаному напрямку параметри анізотропії жорсткості, міцності та теплофізичних властивостей композиційних матеріалів.
Контроль анізотропії складних модулів полімерних композиційних матеріалів підвищить вібраційну стійкість конструкцій та створить ефективні шумопоглинаючі матеріали. Створення нових матеріалів із заданою анізотропією властивостей теплопровідності необхідне для поліпшення теплоізоляційних покриттів будівель та споруд.
Новизна та переваг: Створюються нові методи проектування композиційних матеріалів із необхідними параметрами для анізотропії фізичних властивостей на основі спільного використання числових методів аналізу напруженого стану елементів конструкції та числових методів гомогенізації композитів.
Перспективи: Розробка композитів з необхідною анізотропією механічних властивостей фактично полягає у виготовленні промислових лопатей вітрогенераторів, елементів літальних апаратів та конструкцій космічної техніки. Створення нових матеріалів із заданою анізотропією властивостей теплопровідності необхідно для поліпшення теплоізоляційних покриттів будівель та споруд.
ІТ для аналізу та синтезу структури нових матеріалів для прогнозування їх фізичних властивостей
Моделювання механічної поведінки матеріалів на мікрорівні дозволяє передбачити властивості матеріалу на макрорівні. Це дозволяє значно зменшити вартість випробувань, що необхідно для визначення механічних властивостей. Це особливо актуально для випробувань на втому при високому циклі. Комп’ютерне моделювання та сучасні інформаційні технології дозволяють практично генерувати мікроструктури матеріалів та аналізувати їх механічну поведінку. Найпопулярнішими способами віртуального генерування мікроструктур є методи клітинного автомата і мозаїка Вороного. З іншого боку, важливим напрямком є аналіз вже існуючих мікроструктур та їх властивостей.
Перспективи: Сьогодні ведеться робота з моделювання простих матеріалів; в майбутньому нові, складні матеріали представляють великий інтерес.
Алгоритм оцінки мікроструктури зображення неоднорідних матеріалів для ідентифікації їх хімічного складу
Основна мета – створення згорткової нейронної мережі (CNN) для визначення хімічного складу різнорідних матеріалів: створити базу даних зображень та відсоток хімічних елементів, що відповідають матеріалу; розробити алгоритм розпізнавання зображень за допомогою програмування нейронної мережі; оцінити отриману систему.
Перспективи: Сьогодні ведеться робота з моделювання простих матеріалів; в майбутньому нові, складні матеріали представляють великий інтерес.
Ларін Олексій Олександрович – Директор Навчально-наукового інженерно-фізичного інституту – Професор, доктор технічних наук: oleksiy.larin@khpi.edu.ua
Сліпченко Олена Вікторівна – Директор Європейського освітньо-науково-технологічного центру – Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник: Olena.Slipchenko@khpi.edu.ua