РНФ подвел итоги конкурсов «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» и на продление сроков выполнения проектов по данному мероприятию, поддержанных грантами Российского научного фонда в 2022 году. Всего эксперты одобрили более 800 заявок. От Пермского политеха поддержку получат четыре коллектива.

В число победителей конкурса «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» вошли проекты Петра Трусова, заведующего кафедрой математического моделирования систем и процессов, доктора физико-математических наук; Дмитрия Брацуна, заведующего кафедрой прикладной физики, доктора физико-математических наук; и Алексея Швейкина, профессора кафедры математического моделирования систем и процессов, доктора физико-математических наук, проректора по науке и инновациям.

Команда ученых во главе с Петром Трусовым разрабатывает математическую модель, которая поможет точнее предсказывать свойства сталей после обработки давлением и подбирать оптимальные режимы для создания деталей с улучшенными характеристиками. Стали — главный материал в машиностроении, и их прочность, пластичность и другие важные свойства зависят от внутренней структуры, которую можно контролировать с помощью термомеханической обработки. Особый интерес представляют дуплекс-стали, сочетающие высокую прочность и устойчивость к коррозии, что делает их незаменимыми в нефтегазовой отрасли, судостроении и авиации.

— Наш проект направлен на улучшение технологии моделирования, которая описывает изменения в структуре и свойствах материалов при термической и механической обработке металлов и сплавов. Работа по данному направлению ведется более 30 лет, в том числе на кафедре защищено более десяти кандидатских и одна докторская диссертация. Ранее были построены математические модели для описания процессов деформирования металлов и сплавов, прерывистой пластичности, деформирования по сложным траекториям. Имеющийся у коллектива опыт дает уверенность, что все цели проекта будут достигнуты, — отметил Петр Трусов, заведующий кафедрой математического моделирования систем и процессов, доктор физико-математических наук ПНИПУ.

Команда ученых Пермского политеха под руководством Дмитрия Брацуна исследуют технологию выращивания искусственных тканей и органов, используя специальные каркасы — скаффолды, через которые пропускают питательный раствор для роста клеток. Сейчас подбор параметров конструкции происходит «вслепую», но проект создаст точную модель взаимодействия клеток, потока жидкости и структурированной пористой матрицы, чтобы оптимизировать этот процесс и перейти к искусственному выращиванию тканей «in vitro» (в лабораторных условиях), а, в перспективе, и органов для нужд биомедицины.

— Проект посвящен моделированию пористых структур для биореакторов на основе специальных геометрических поверхностей. Мы работаем над созданием компьютерных моделей искусственных материалов, которые могут имитировать свойства натуральных костных тканей, и изучают, как через них движется жидкость. Особое внимание уделяется анализу роста клеток в этих структурах и моделированию важных биологических процессов, включая ПЦР-диагностику. Исследование объединяет подходы из механики, гидродинамики и биологии, это может помочь в создании новых медицинских технологий, — рассказал Дмитрий Брацун, заведующий кафедрой прикладной физики, доктор физико-математических наук.

Проект Алексея Швейкина направлен на разработку многоуровневых компьютерных моделей, которые помогут усовершенствовать технологии горячего и сверхпластического формования металлов, например, при производстве деталей для авиации. В планах команды ученых проанализировать, как меняется микроструктура материала при нагреве и деформации, и на основе этих данных создать уточненные модели, предсказывающие поведение металла в реальных условиях. В итоге это позволит оптимизировать процессы штамповки и прессования, снижая затраты и повышая качество готовых изделий.

— Проект является развитием цикла исследований, ранее выполненных коллективом кафедры математического моделирования систем и процессов, а также лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ. В частности, нами были разработаны базовые модели, учитывающие изменение структуры металлов и сплавов при различных температурно-скоростных воздействиях, модель сверхпластического деформирования и переходных к ней режимов. Мы продолжаем работу над уточнением и модификацией в соответствии с поставленными в проекте задачами. Результат нашего исследования позволит производить высокопрочные бесшовные детали сложной формы и совершенствовать металлургические и машиностроительные технологии, — добавил Алексей Швейкин, профессор кафедры математического моделирования систем и процессов, доктор физико-математических наук, проректор по науке и инновациям Пермского политеха.

Грантовую поддержку по результатам конкурса на продление сроков выполнения проектов по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» получил проект Валерия Вильдемана, заведующего кафедрой экспериментальной механики и конструкционного материаловедения, директора Центра экспериментальной механики ПНИПУ, профессора, доктора физико-математических наук.

Проект посвящен решению актуальных проблем прочности и конструкционной безопасности ответственных элементов конструкций и технических объектов в сложных условиях эксплуатации. Исследование направлено на изучение механического поведения современных конструкционных материалов на основе разработанных расчетно-экспериментальных методов с использованием уникального научного оборудования Центра экспериментальной механики ПНИПУ.

Научная работа является продолжением ранее поддержанного гранта РНФ, в рамках которого уже получены значимые результаты в области прогнозирования и снижения последствий возможных катастроф на основе анализа закономерностей деформирования и разрушения конструкционных металлов и композитов.

— Разработанные оригинальные методики и численно-экспериментальные данные планируется внедрить в практику научных и испытательных лабораторий, занимающихся исследованиями перспективных конструкционных материалов. Кроме того, результаты проекта будут использованы в учебных курсах Пермского Политеха для подготовки специалистов в области механики материалов, что обеспечит связь между фундаментальными исследованиями и образовательным процессом. Таким образом, наша работа направлена не только на углубление научных знаний в области механики разрушения, но и на их практическое применение для повышения надежности конструкций и снижения рисков аварийных ситуаций, — рассказал профессор Валерий Вильдеман, заведующий кафедрой ЭМКМ, директор Центра экспериментальной механики ПНИПУ, доктор физико-математических наук.

Поддержать редакцию