Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01491 AP26197431-KC-25 0125РК00917
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 2
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 38978536 AP26197431
Name of work
Разработка конструкций и технологий для высокоточного мониторинга деформаций в космической инфраструктуре с использованием волоконных решеток Брэгга
Type of work Source of funding Report authors
Applied Көшкінбаев Сәулетбек Жолдықараұлы
2
1
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Объектом исследования являются конструкционные металлические и композиционные материалы, а также элементы космической инфраструктуры, подвергающиеся воздействию высокоскоростных импульсных механических и температурных деформаций, фиксируемых с помощью волоконно-оптических датчиков на основе решёток Брэгга.

Зерттеу объектісі — жоғары жылдамдықтағы импульстік механикалық және температуралық деформацияларға ұшырайтын конструкциялық металл және композициялық материалдар, сондай-ақ Брэгг торларына негізделген талшықты-оптикалық датчиктер арқылы бақыланатын ғарыш инфрақұрылымының элементтері.

Основная цель этого проекта — разработка и верификация методов измерения высокоскоростных механических и температурных деформаций на металических и композиционных конструкциях с помощью многофункционального датчика на волоконно оптических решетках Брэгга.

Бұл жобаның негізгі мақсаты - көп функционалды талшықты Брэгг торлы сенсорының көмегімен металл және композиттік құрылымдардағы жоғары жылдамдықтағы механикалық және жылулық деформацияларды өлшеу әдістерін әзірлеу және тексеру.

В проекте используются следующие методы исследования: 1. Теоретический анализ — изучение научных публикаций, патентов и технических требований к волоконно-оптическим датчикам, анализ влияния ударных и температурных факторов космической среды. 2. Математическое моделирование — использование методов конечных элементов (FEM) для расчёта распространения деформационных волн, поведения решёток Брэгга и конструкции датчика. 3. Экспериментальные методы: - прямые измерения смещения Брэгговской волны при воздействии импульсного магнитного поля; - испытания образцов металлов и композитов на установке импульсного нагружения; - температурные испытания для разделения механического и теплового влияния; 4. Конструкторско-технологические методы — изготовление элементов датчика, сварка и сборка оптоволоконных модулей, проверка параметров на лабораторных стендах. 5. Экспертная оценка и наблюдение — анализ конструктивных решений, наблюдение за поведением материалов при испытаниях, корректировка модели датчика.

Жоба аясында келесі зерттеу әдістері қолданылады: 1. Теориялық талдау — талшықты-оптикалық датчиктерге қатысты ғылыми жарияланымдарды, патенттерді және техникалық талаптарды зерттеу, сонымен қатар соққы және температуралық факторлардың ғарыш ортасына әсерін талдау. 2. Математикалық модельдеу — деформациялық толқындардың таралуын, Брэгг торларының жұмысын және датчик құрылымын есептеу үшін соңғы элементтер әдісін (FEM) қолдану. 3. Эксперименттік әдістер: - импульстік магнит өрісінің әсерінде Брэгг толқынының ығысуын тікелей өлшеу; - металдар мен композициялық материалдардың үлгілерін импульстік жүктеме қондырғысында сынау; - механикалық және жылулық әсерлерді ажыратуға арналған температуралық сынақтар. 4. Конструкторлық-технологиялық әдістер — датчик элементтерін жасау, талшықтарды дәнекерлеу және опто-талшық модульдерін жинау, зертханалық стендтерде параметрлерін тексеру. 5. Сараптамалық бағалау және бақылау — конструктивтік шешімдерді талдау, сынақтар кезінде материалдардың мінез-құлқын бақылау, датчик моделін жетілдіру.

Разработана научно-техническая концепция оптического датчика, определены его ключевые параметры и подготовлена предварительная структурная схема для работы в условиях импульсных механических и магнитных нагрузок. Определены требования к материалам, конструкции и методам экспериментальной проверки, обеспечивающие надёжность датчика в экстремальных условиях. Проведён анализ патентных данных и выявлены актуальные конструкторские решения и свободные направления разработки. Созданы первичные CAD-модели системы генерации импульсного магнитного поля и элементов экспериментальной установки. Сформированы технические требования к проектируемой системе для последующих испытаний. Новизна результатов состоит в создании концепции датчика, способного регистрировать деформации под импульсным магнитным давлением, и разработке моделей магнитной системы, адаптированных для совместной работы с Брэгговскими решётками.

Оптикалық сенсордың ғылыми-техникалық тұжырымдамасы әзірленді, оның негізгі параметрлері анықталды және импульсті механикалық және магниттік жүктемелер кезінде жұмыс істеуге арналған алдын ала құрылымдық диаграмма дайындалды. Сенсордың экстремалды жағдайларда сенімділігін қамтамасыз ету үшін материалдарға, конструкцияға және эксперименттік сынау әдістеріне қойылатын талаптар анықталды. Тиісті жобалық шешімдер мен ашық әзірлеу бағыттарын анықтайтын патенттік талдау жүргізілді. Импульсті магнит өрісін генерациялау жүйесінің және эксперименттік орнату компоненттерінің бастапқы CAD модельдері жасалды. Кейінгі сынау үшін жобаланған жүйеге қойылатын техникалық талаптар тұжырымдалды. Нәтижелердің жаңалығы импульсті магниттік қысым кезінде деформацияларды тіркеуге қабілетті сенсор тұжырымдамасын жасауда және Bragg торларымен пайдалануға бейімделген магниттік жүйе модельдерін әзірлеуде жатыр.

-

-

Передовое производство, цифровые и космические технологии, аэрокосмическая промышленность;

Озық өндіріс, сандық және ғарыштық технологиялар, аэроғарыш;

UDC indices
29.31.29
International classifier codes
89.00.00;
Key words in Russian
Космические технологии; Импульсное механическое воздействие; Генератор импульсного магнитного поля; Волоконно-оптическая Брэгговская решетка; Динамическая деформация;
Key words in Kazakh
Ғарыштық технологиялар; Импульстік механикалық әсер; Импульстік магнит өрісінің генераторы; Талшықты-оптикалық Брэгг торы; Динамикалық деформация;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Көшкінбаев Сәулетбек Жолдықараұлы Доктор PhD / нет