ПНИПУ: Оптоволоконные «нити» для отслеживания деформации и разрушения ответственных конструкций

Основная статья: Что такое интернет вещей (Internet of Things, IoT)

2021: Разработка технологии для мгновенного отслеживания разрушения ответственных конструкций

Исследователи из Пермского Политеха разработали технологию, которая позволяет мгновенно отслеживать разрушение ответственных конструкций. Об этом университет сообщил 18 ноября 2021 года. Это можно будет сделать с помощью Smart-слоев – оптоволоконных «нитей», которые внедряются внутрь изделий из композитных материалов, а также их можно крепить на поверхность готовых конструкций. Разработка поможет проводить мониторинг состояния изделий в режиме реального времени без остановки рабочего процесса производства. Результаты исследования ученые опубликовали в журналах AIP Conference Proceedings и Journal of Optical Technology. Работу они выполнили в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ.

На ноябрь 2021 года для отслеживания деформации и разрушения ответственных конструкций применяют волоконно-оптические датчики, но устанавливать их на поверхность или внедрять в структуру изделий достаточно сложно, так как хрупкая волоконная линия может обломиться. Зарубежные ученые разработали для мониторинга специальные «упаковки» с толстыми стенками, но они искажают данные и непригодны для внедрения в структуру конструкции. Поэтому мы предложили применять тонкостенные Smart-слои. Они смогут осуществлять диагностику в режиме реального времени и определять долговечность изделий, – рассказал доцент кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», научный сотрудник Научно-образовательного центра акустических исследований, разработки и производства композитных и звукопоглощающих авиационных конструкций Пермского Политеха, кандидат технических наук Глеб Шипунов.

Пермские исследователи создали Smart-слои на основе волоконных брэгговских решеток и полимерных пленок. В отличие от аналогов, тонкие конструкции могут работать в широком диапазоне температур и обеспечивать высокую точность диагностики. Smart-слои можно быстро и эффективно устанавливать на поверхность любой конструкции из композитных материалов, не повреждая датчики контроля. При внедрении в структуру изделия оптоволокно не разрушается, а датчики не «теряются» в полимерном материале.Догнать и перегнать: Российские ВКС прирастают новыми функциями 8.9 т

Другие системы мониторинга, которые используют на ноябрь 2021 года, не всегда подходят для диагностики конструкций большого формата или требуют специального оборудования в дорогостоящих лабораториях и остановки процесса производства.

Оперативный удаленный мониторинг позволяет повысить стойкость и безопасность конструкций, сократив влияние человеческого фактора. Кроме того, за счет нашей разработки можно сократить финансовые и временные затраты предприятий на ремонт и техническое обслуживание, – пояснил исследователь.

Чтобы изучить эффективность технологии, ученые Пермского Политеха провели серию испытаний вместе с коллегами из Центра экспериментальной механики и Института механики сплошных сред УрО РАН.

Инновационная система мониторинга будет перспективна для внедрения в авиационной, аэрокосмической, горнодобывающей, железнодорожной, строительной областях и мостостроении, считают разработчики. Ученые уже представили первые прототипы, которые готовы к внедрению на предприятиях. На ноябрь 2021 года разработка находится в поиске заинтересованных компаний, на базе которых можно будет провести опытно-конструкторские работы.