ИСТИНА

Представленный проект будет способствовать выполнению Стратегии социально-экономического развития Челябинской области на период до 2035 года (Постановление № 1748 от 31.01.2019 г.), в частности, а) развитию базовых отраслей: развитию и модернизации бюджетообразующих отраслей для обеспечения их максимального вклада в развитие экономики Челябинской области; б) созданию новой высокотехнологичной промышленности: созданию условий для роста числа предприятий и объемов производства высокотехнологичной и инновационной продукции в перспективных отраслях промышленности для обеспечения опережающего развития высокотехнологичной промышленности в Челябинской области; в) привлечению инвестиций в Челябинскую область: повышение инвестиционной привлекательности Челябинской области и создание эффективной инфраструктуры для осуществления предпринимательской деятельности с целью привлечения инвестиций в Челябинскую область.

This work unites mathematical geometricians with metallurgists, mechanical engineers and builders to achieve synergy in creating new technical solutions. New original methods shall be developed. They will aid in improving the work of rolling mills, drawing and other metallurgical equipment, increasing the reliability of road coverings in high-load areas and in airport runways and increasing the bearing capacity of reinforced concrete columns. This project will contribute to fulfillment of Chelyabinsk oblast social-economic development strategy up to 2035 (Decree No. 1748 of 31.01.2019), in particular: a) to development of primary budget-forming industries, ensuring their maximum contribution to Chelyabinsk oblast economy; b) to development of new high-tech industry in perspective areas, ensuring an even faster high-tech growth in the oblast; c) to attracting more investment in the oblast while creating an efficient infrastructure for investment businesses.

Научная новизна результатов проекта будет заключаться в следующем: 1. Определение рациональных геометрических фигур, обеспечивающих максимальную жесткость материалов и конструкций; 2. Впервые будут получены результаты математического моделирования жесткости слоистых самозаклинивающихся структур; 3. Впервые будут получены результаты математического моделирования жесткости новых вложенных структур, относящихся к smart-materials; 4. Предложен новый подход, обеспечивающий повышение точности геометрии выпускаемой продукции в прокатном и волочильном производстве, а также надежности работы оборудования. Объединение усилий известных математиков академика Матвеева С.В. из ЧелГУ (г. Челябинск) и одного из авторов подхода, связанного с самозаклинивающимися структурами, Белова А.Я., а также Мантурова В.О. из МФТИ (г. Долгопрудный) с учеными, специализирующимися в металлургии, машиностроении и строительстве (Песин А.М., Пустовойтов Д.О. и др.), из МГТУ им. Г.И. Носова (г. Магнитогорск) обеспечит мультипликативный эффект на качество предлагаемого исследовательского проекта. Участники проекта имеют существенный опыт в качестве руководителей, ответственных исполнителей и исполнителей выполнения крупных научных проектов, в т.ч. в двух мегагрантах по постановлению П220 Правительства РФ, в трех проектах по постановлению № 218, в проектах РНФ и РФФИ, в целом ряде международных проектов, в грантах Президента РФ, в госзаданиях Минобрнауки и в хоздоговорных работах с различными предприятиями, в т.ч. Челябинской области (ПАО «ММК», ОАО «ММК-МЕТИЗ», ЗАО «МРК» и др.).

Наличие в коллективе как специалистов по математике, так и специалистов в области механики деформируемого твердого тела, обработки металлов давлением, машиностроения и строительства позволяет выполнять работы на стыке математики, механики, обработки металлов давлением. Руководитель проекта (Матвеев С.В.), а также основные исполнители (Песин А.М., Пустовойтов Д.О.) имеют опыт реализации крупных научных проектов, таких как «Механика градиентных, бимодальных и гетерогенных металлических наноматериалов повышенной прочности и пластичности для перспективных конструкционных применений» и «Квантовая топология» в рамках двух мегагрантов по Постановлению П220 Правительства РФ. Матвеев С.В. – академик Российской академии наук, профессор кафедры компьютерной топологии и алгебры ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет», член Американского математического общества, Песин А.М., заместитель заведующего лаборатории механики градиентных наноматериалов им. А.П. Жиляева ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова» и Пустовойтов Д.О., доцент кафедры технологий обработки материалов ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова» – известные специалисты в области обработки металлов давлением, а также механики технологических процессов обработки металлов давлением; специалисты в области создания процессов и оборудования для получения объемных наноструктурных материалов методами интенсивной пластической деформации; специалисты в области компьютерного моделирования процессов обработки металлов и сплавов давлением с использованием специализированных инженерных программных комплексов DEFORM 2D/3D, SIMULIA/Abaqus, QForm 2D/3D. Белов А.Я. – главный научный сотрудник ФГАОУ ВО «МФТИ» и профессор Бар-Иланского университета (Израиль). Известный математик, один из создателей теории самозаклинивающихся структур, исследовал и описал особенности этих структур.

1. Разработка концепции создания структур, допускающих частичную гибкость (частичный сдвиг или локальное движение участков). 2. Зависимости влияния различных статических и динамических нагрузок на чатичный сдвиг, а также жесткость и степень поглощения амплитуды виброколебаний различных самозаклинивающихся структур, допускающих частичную гибкость, полученные в результате компьютерного моделирования в программном комплексе QForm. 3. Результаты экспериментальных исследований конструкций колонн на динамические воздействия с целью определения степени поглощения амплитуды виброколебаний. 4. Новые технические решения по использованию самозаклинивающихся структур в дорожном покрытии и взлетно-посадочных полосах. 5. Новые технические решений по использованию самозаклинивающихся структур в устройствах для безопасного проезда легковых автомобилей и посадки вертолетов. 6. Подготовка и опубликование в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях не менее 7 научных статей, из них не менее 4 в изданиях, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) или «Скопус» (Scopus). 7. Подготовка не менее 4 докладов и участие в международных научных конференциях, в том числе: а) METAL 2023, б) Magnitogorsk Rolling Practice 2023, в) Magnitogorsk Materials Week 2023. 8. Подготовка и подача не менее 2 патентных заявок на изобретения РФ. Ожидаемые результаты в конце третьего года (2024 г.) 1. Концепция создания структур, допускающих частичную гибкость (частичный сдвиг или локальное движение участков). 2. Компьютерное моделирование в программном комплексе QForm влияния различных статических и динамических нагрузок на чатичный сдвиг, а также жесткость и степень поглощения амплитуды виброколебаний различных самозаклинивающихся структур, допускающих частичную гибкость. 3. Экспериментальные исследования конструкций колонн на динамические воздействия с целью определения степени поглощения амплитуды виброколебаний. Анализ экспериментальных данных. 4. Разработка новых технических решений по использованию самозаклинивающихся структур в дорожном покрытии и взлетно-посадочных полосах. 5. Разработка новых технических решений по использованию самозаклинивающихся структур в устройствах для безопасного проезда легковых автомобилей и посадки вертолетов.