| 1. | Наименование проекта | Разработка новых композиционных материалов повышенной прочности на основе льда |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 124032600083-5 |
| 3. | Исполнитель | Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - образование |
| 5. | Заказчик | Минобрнауки России |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Рациональное природопользование |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики |
| 13. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Арктическая инфраструктура |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | Новые материалы, возобновляемые и портативные источники энергии |
| 16. | Аннотация | В виду отсутствия развитой транспортной инфраструктуры в Арктическом регионе, Сибири и на Дальнем Востоке, ледяной покров часто используется в качестве грузонесущих платформ, ледовых переправ и зимних аэродромов. Подобные сооружения устраивают в условиях достаточно суровой зимы с устойчивыми отрицательными температурами воздуха, при этом лед должен обладать высокой прочностью и грузоподъемностью. Если толщина ледяного покрова не достаточна для его безопасной эксплуатации, используют различные традиционные методы повышения его несущей способности (намораживание льда, усиление его деревянным колейным настилом и пр.). Практический опыт показывает, что физико-механические свойства ледяного покрова, усиленного данными методами, могут сильно зависеть от различных внешних и погодных факторов. Кроме того, лед не является прочным материалом и при отсутствии упругого основания (воды) способен разрушаться под собственным весом. Таким образом, несущая способность сплошного льда в основном определяется силами поддержания упругого основания. В связи с этим, перспективным направлением исследований является разработка новых технологий упрочнения относительно тонкого ледяного покрова толщиной до 0.4 м. Для этой цели могут быть использованы различные способы упрочнения как в виде внедрения в лед стержневых элементов с различными физико-механическими свойствами, так и использование плоских, пространственных и цилиндрических каркасов. Ледяной покров в этом случае будет рассматриваться как композитный материал повышенной прочности, который даже при предельных нагрузках, вызывающих трещинообразование, позволит сохранять несущую способность, благодаря обеспечению сплошности и соответственно более эффективному использованию сил поддержания воды при нагружении. В ходе реализации проекта будет выполнен экспериментально-теоретический анализ напряженно-деформированного состояния композиционных материалов разработанных на основе льда, усиленного армирующими каркасами и элементами с различными физико-механическими свойствами. На основе имеющихся авторских разработок предложена численная модель динамики разрушения композиционных образцов при различных скоростях нагружения и с учетом ледовых условий, в которых функционирует ледяное сооружение. С помощью критерия ледоразрушения выполнена оценка несущей способности армированного ледяного покрова. Проанализировано напряженно-деформированное состояние от момента зарождения трещин до их полного раскрытия и потери несущей способности льда, характер работы армирующих элементов. Для проверки работоспособности предложенного алгоритма выполнены серии модельных экспериментов по разрушению предложенных образцов на специальном нагружающем стенде и в опытовом ледовом бассейне. |
| 17. | Начало проекта | 06.02.2024 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2024 |