ИРН: AP19679041 Исследование и применение волоконно-оптических датчиков деформаций для мониторинга напряженного состояния металлических и бетонных конструкций
Цель проекта - разработка метода для определение высокоскоростных деформаций металлических и бетонных конструкции при выполнениях различных технологических процессов с помощью чувствительного элемента волоконно оптического датчика (ВОД).
Актуальность проекта: как известно металлические и бетонные конструкции являются одним из наиболее распространенных материалов. В последние годы участились случаи возникновения аварийных ситуаций, которые сопровождаются интенсивными искусственными и естественными ударными и взрывными воздействиями. Подобные явления сопровождаются не только материальными, но и людскими потерями. Поэтому уже на стадии проектирования ответственных конструкции требуется учитывать эти динамические воздействия, которые характеризуются непрерывным изменением параметров, высокой интенсивностью и малой продолжительностью. Для этого необходимо не только знание механических свойств используемых материалов при высоких скоростях деформации, но и их мониторинг деформации в реальном процессе динамической нагрузки. Кроме того, высокоскоростное деформирование металлов все более широко применяется в технике и производстве. Это объясняется тем, что скорости нагружения деталей существующих и проектируемых машин и механизмов, и соответственно, металла в процессе его обработки очень высоки, а сведений о сопротивлении металлов деформированию, пластичности и ударной вязкости в широком диапазоне скоростей деформации и температур, необходимых для расчетов, в достаточном объеме не имеется. Характеризующееся большими скоростями деформации, высокими давлениями на поверхностях обрабатываемого металла и значительными энергиями, высокоскоростное деформирование обеспечивает высокую производительность, дает возможность изготавливать изделия значительных размеров из прочных и малопластичных материалов, позволяет обрабатывать металл, находящийся в состоянии движения.
В связи с этим исследование поведения современных конструкционных и строительных материалов при высокоскоростном деформировании и разрушении является крайне значимой и актуальной проблемой.
В результате исследования будут получены оптические методы определения высокоскоростной деформации бетонных и металлических поверхностей с использованием оптических Брэгговских решеток оптического датчика, происходящих в пределах микросекунд.
Научный руководитель: Доктор PhD профессор Смайлов Н.К.
Количественный и качественный состав исполнителей проекта: 10 исполнителей, в составе: 6 PhD, 1 докторант 2 магистрант 1 инженер
Полученные результаты: начало проекта – 2023 г.
Список публикаций с ссылками на них
Smailov, N.; Koshkinbayev, S.; Tashtay, Y.; Kuttybayeva, A.; Abdykadyrkyzy, R.; Arseniev, D.; Kiesewetter, D.; Krivosheev, S.; Magazinov, S.; Malyugin, V.; et al. Numerical Simulation and Measurement of Deformation Wave Parameters by Sensors of Various Types. Sensors 2023, 23, 9215. https://doi.org/10.3390/s23229215
D. Kiesewetter, S. Krivosheev, S. Magazinov, V. Malyugin, N. Smailov and S. Koshkinbayev, "Application of Fiber Bragg Gratings for Measuring the Crack Opening Rate," 2023 International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech), ST PETERSBURG, Russian Federation, 2023, pp. 374-376, doi: 10.1109/EExPolytech58658.2023.10318546.
Информация о патентах
«Система мониторинга деформации бетонных конструкции с использованием ВОД с решетками Брэгга» - В разроботке
Сроки реализации: 2023-2025 гг.