|
РАЗДЕЛ 3 Методы и алгоритмы идентификации динамических систем
|
|
|
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Информационные технологии, математическое моделирование и методы интерпретации данных
|
|
РАЗДЕЛ 1 Методы и алгоритмы решения обратных задач
|
| 1 |
1.1.1.1 |
Вычислительные алгоритмы решения задач механики структурно-неоднородных континуально-дискретных сред
Код ГРНТИ: 30.03.15, 30.19.29, 47.14.07, 50.43, 90.27.28, 50.41, 30.19.53
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Отдел кадров |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Работа посвящена проблеме математического и численного моделирования процессов деформирования и разрушения структурно-неоднородных континуально-дискретных сред типа бетона. Целью является разработка определяющих уравнений, в явном виде учитывающих структурную неоднородность среды и трещинообразование в процессе деформирования. Рассматривается возможность построения определяющих уравнений с использованием дискретного представления тензора непряжений и тензора деформации. Полученные определяющие уравнения, будут использованы при численном моделировании процесса деформирования и разрушения структурно-неоднородных континуально-дискретных сред с применением математических моделей и вычислительных алгоритмов теории перидинамики. |
Публикация статьи, свидетельство о регистрации программного обеспечения для ЭВМ |
Скачать |
|
РАЗДЕЛ 3 Методы и алгоритмы идентификации динамических систем
|
| 1 |
1.3.7.12 |
Разработка измерительно-вычислительных комплексов для проведения экспериментальных исследований
Код ГРНТИ: 90.27.28, 30.03.15, 30.19.53, 50.43
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Региональный академический научно-образовательный центр (РАНОЦ) |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Изучение процессов деформирования конструкций из структурно-неоднородных разупрочняющихся квазихрупких материалов, которые разрушаются преимущественно в результате образования трещин, с использованием оптических датчиков деформаций затруднено из-за неустойчивости алгоритмов корреляционного анализа изображений, что приводит к потере большого количества важной информации о напряженно-деформированном состоянии материала в области границы раздела компонент материала и в области трещины. Стандартные существующие алгоритмы корреляционного анализа изображений предполагают, что поле деформаций в области корреляционного анализа однородно (градиенты деформации отсутствуют). Однако в случае структурно-неоднородных материалов это градиенты деформации достигают больших величин. Поэтому предлагается принять допущение, что в области анализа имеются градиенты деформаций. Предлагается использовать аппроксимацию на основе метода конечных элементов и разрывных функций, описывающих градиент деформации, а также разрыв (трещину) – так называемый метод встраивания жесткой неплошности. Предложен устойчивый алгоритм корреляционного анализа спекл-изображений областей поверхности конструкций из структурно-неоднородных материалов, подверженных трещинообразованию. Алгоритм протестирован на доступных экспериментальных данных. Показано, что предложенный алгоритм обеспечивает получение более полной и точной информации о напряженно-деформированном состоянии материала и может быть применен при исследовании процессов трещинообразования в структурно-неоднородных континуально-дискретных средах с использованием систем двухэкспозиционной спекл-фотографии. |
В результате реализации проекта ожидаются следующие результаты: 1) вычислительные алгоритмы и пакета прикладных программ для обработки потока цифровых изображений; 2) прототип измерительно-вычислительной системы; 3) результаты экспериментального исследования процесса деформирования слоистой строительной конструкции. |
|
|
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Информационные технологии, математическое моделирование и методы интерпретации данных
|
|
РАЗДЕЛ 2 Методы и алгоритмы фильтрации сигналов и изображений
|
| 1 |
1.2.2.3 |
Разработка измерительно-вычислительных комплексов для проведения экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния конструкций
Код ГРНТИ: 90.27.27, 90.27.37, 27.41.77, 30.51.29, 30.51.29, 90.27.28
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Отдел кадров |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Изучение процессов деформирования конструкций из структурно-неоднородных разупрочняющихся квазихрупких материалов, которые разрушаются преимущественно в результате образования трещин, с использованием оптических датчиков деформаций затруднено из-за неустойчивости алгоритмов корреляционного анализа изображений, что приводит к потере большого количества важной информации о напряженно-деформированном состоянии материала в области границы раздела компонент материала и в области трещины. Стандартные существующие алгоритмы корреляционного анализа изображений предполагают, что поле деформаций в области корреляционного анализа однородно (градиенты деформации отсутствуют). Однако в случае структурно-неоднородных материалов это градиенты деформации достигают больших величин. Поэтому предлагается принять допущение, что в области анализа имеются градиенты деформаций. Предлагается использовать аппроксимацию на основе метода конечных элементов и разрывных функций, описывающих градиент деформации, а также разрыв (трещину) – так называемый метод встраивания жесткой неплошности. Предложен устойчивый алгоритм корреляционного анализа спекл-изображений областей поверхности конструкций из структурно-неоднородных материалов, подверженных трещинообразованию. Алгоритм протестирован на доступных экспериментальных данных. Показано, что предложенный алгоритм обеспечивает получение более полной и точной информации о напряженно-деформированном состоянии материала и может быть применен при исследовании процессов трещинообразования в структурно-неоднородных континуально-дискретных средах с использованием систем двухэкспозиционной спекл-фотографии. |
В результате реализации проекта ожидаются следующие результаты: 1) вычислительные алгоритмы и пакета прикладных программ для обработки потока цифровых изображений; 2) прототип измерительно-вычислительной системы; 3) результаты экспериментального исследования процесса деформирования слоистой строительной конструкции. |
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 11 Исследования нелинейных математических моделей механики сплошной среды
|
|
РАЗДЕЛ 1 Теория упругости
|
| 1 |
11.1.5.101 |
Моделирование процессов деформирования и разрушения структурно-неоднородных континуально-дискретных сред
Код ГРНТИ: 30.19.15, 30.19.53, 30.19.29, 27.35.31, 27.35.30, 30.19.57
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Региональный академический научно-образовательный центр (РАНОЦ) |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Работа посвящена проблеме математического и численного моделирования процессов деформирования и разрушения структурно-неоднородных континуально-дискретных сред типа бетона. Целью явлется разработка определяющих уравнений, в явном виде учитывающих структурную неоднородность среды и трещинообразование в процессе деформирования. Рассматривается возможность построения определяющих уравнений с использованием дискретного представления тензора непряжений и тензора деформации. Полученные определяющие уравнения, будут использованы при численном моделировании процесса деформирования и разрушения структурно-неоднородных континуально-дискретных сред с применением математических моделей и вычислительных алгоритмов теории перидинамики. |
Определяющие уравнения для структурно-неоднородного материала типа бетона. Вычислительный алгоритм и прикладное программное обеспечение для численного моделирования процесса деформирования структурно-неоднородной среды. |
Скачать |
|
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Информационные технологии, математическое моделирование и методы интерпретации данных
|
|
РАЗДЕЛ 2 Методы и алгоритмы фильтрации сигналов и изображений
|
| 1 |
1.2.4.7 |
Разработка измерительно-вычислительной системы оптического измерения полей деформаций на поверхности материальных тел из структурно-неоднородных
материалов
Код ГРНТИ: 27.41.17, 59.31.37
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Отдел кадров |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель; Петрова О. В., старший преподаватель; Иванов А. И. |
Целью проекта является разработка системы оптического измерения полей деформаций на поверхности материальных тел из
структурно-неоднородных материалов.
Система представляет собой оптический датчик деформаций на основе цифровых фотокамер и пакет прикладных программ для ЭВМ,
предназначенных для обработки данных, поступающих с датчика. Оптический датчик состоит из двух цифровых высокоскоростных
фотокамер высокого разрешения, что позволяет получать стерео-изображения исследуемого объекта. При обработке потока
цифровых изображений используются методы и алгоритмы машинного зрения, машинного обучения, вычислительной фотографии,
фотограмметрии, корреляционного анализа изображений, фильтрации сигналов, решения обратных задач и др.
В рамках проекта предполагается решение следующих задач:
1) разработка вычислительных алгоритмов обработки потока цифровых изображений;
2) реализация разработанных алгоритмов в виде пакета прикладных программ;
3) аппробация разработанных алгоритмов на доступных данных;
4) исследование эффективности различных алгоритмов фильтрации сигналов;
5) исследоване процесса деформирования слоистой строительной конструкции с использованием разработанной измерительно-
вычислительной системы. |
В результате реализации проекта ожидаются следующие результаты:
1) вычислительные алгоритмы и пакета прикладных программ для обработки потока цифровых изображений;
2) прототип измерительно-вычислительной системы;
3) результаты экспериментального исследования процесса деформирования слоистой строительной конструкции. |
|
|
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Информационные технологии, математическое моделирование и методы интерпретации данных
|
|
РАЗДЕЛ 3 Методы и алгоритмы идентификации динамических систем
|
| 1 |
1.3.2.9 |
Разработка измерительно-вычислительных комплексов для проведения экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния строительных конструкций
Код ГРНТИ: 59.14.19
Вид исследования: Прикладное научное исследование
|
Региональный академический научно-образовательный центр (РАНОЦ) |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Электромеханические датчики силы (тензодатчики) широко применяются во многих областях науки и техники. В строительной науке тензодатчики используются, например, в экспериментальных исследованиях напряженно-деформированного состояния строительных конструкций. В этом случае производятся совместные измерения компонентов силы в некоторой декартовой системе координат (три компонента силы и три компонента момента). Такие измерения осуществляются с помощью многокомпонентных датчиков.
Точность измерений определяется конструкцией упругого элемента датчика и методом решения измерительной задачи. Традиционные подходы к конструированию упругих элементов датчиков ограниченно применимы для конструирования многокомпонентных датчиков. В настоящее время активно развиваются методы и вычислительные технологии топологической оптимизации конструкций. Однако они еще не достаточно развиты для решения многих практических задач проектирования тензодатчиков. Основными недостатками существующих алгоритмов является невозможность учета специальных технологических ограничений и целей. Кроме того, существующие алгоритмы не позволяют находить оптимальную форму конструкции при переменной нагрузке.
Основным методом решения измерительной задачи является использование аппроксимации зависимостей измеряемых величин с помощью полиномов второй степени. Этот метод не обеспечивает требуемой точности измерения сил, т.к. датчик является нелинейной динамической системой. Требуется решение задачи идентификации математической модели системы и ее параметров. Существуют большое количество методов аппроксимации функций многих переменных, которые могут быть использованы для решения измерительной задачи. Однако на практике вычисления производятся с помощью компактных электронно-вычислительных устройств (микроконтроллеров) и часто требуется высокая скорость вичислений (например, при динамических испытаниях конструкций). Поэтому применение многих точных методов аппроксимации ограничивается требованиями к скорости вычислений.
Современным методом исследования напряженно-деформированного состояния конструкций является метод фотограмметрии, основанный на корреляционном анализе изображений поверхности исследуемой конструкции, полученных с помощью цифровой фотографии. Комбинация метода фотограмметрии с конечно-элементным анализом конструкции и тензометрированием является перспективным методом экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния строительных конструкций. Для реализации данного метода требуется разработка измерительно-вычислительных комплексов для проведения испытаний строительных конструкций, которые включают средства измерений (датчики) и средства обработки данных (ЭВМ и комплексы прикладных программ).
Целью работы является совершенствование методики проектирования упругих элементов датчиков усилий и методов решения измерительной задачи. Задачами являются: 1) разработка вычислительного алгоритма для решения задач топологической оптимизации строительных конструкций, который позволяет использовать специальные типы ограничений и целей; 2) разработка вычислительной технологии для решения измерительной задачи. |
Вычислительный алгоритм для решения задач топологической оптимизации строительных конструкций. Вычислительная технология для решения измерительной задачи.
Статья (РИНЦ), выступление на конференции. |
Скачать |
|
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ 1 Информационные технологии, математическое моделирование и методы интерпретации данных
|
|
РАЗДЕЛ 4 Компьютерное моделирование ветрового и ударно-волнового воздействия на конструкции
|
| 1 |
1.3.1.11 |
Разработка пакета программ для конечно-элементного анализа строительных конструкций
Код ГРНТИ: 27.41.17, 67.11.31
Вид исследования: Теоретическое научное исследование
|
Отдел кадров |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Создание алгоритма расчета напряженно-деформированного состояния строительных конструкций при статических силовых и температурных воздействиях. Программная реализация разработанного алгоритма. |
Разработанный алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния строительных конструкций при статических силовых и температурных воздействиях. Пакет программ для конечно-элементного анализа строительных конструкций. |
Скачать |
|
НАПРАВЛЕНИЕ 3 Строительные конструкции и основания. Совершенствование методов расчета, проектирования и создание новых строительных конструкций
|
|
РАЗДЕЛ 2 Исследование физико-механических свойств строительных конструкций и методы их расчета
|
| 1 |
3.2.12.53 |
Исследование поведения конструкций из структурно-неоднородных материалов при воздействии статических и динамических нагрузок
Код ГРНТИ: 27.41.17, 59.31.37
Вид исследования: Теоретическое научное исследование
|
Отдел кадров |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Данилов М. Н., старший преподаватель |
Экспериментальное и теоретическое исследование изгиба трехслойных пластин из структурно-неоднородных материалов. Разработка математической модели. Численное моделирование прочеса деформирования многослойных пластин, сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными. |
Математическая модель, описывающая процесс деформирования конструкции из структурно-неоднородного материала. |
Скачать |
|
| |
