Российские разработки способны изменить строительную отрасль

В строительной сфере появились новые разработки, устройства и технологии в начале этого месяца, которые обязательно найдут применение.

Ученые из Научного центра мирового уровня "Передовые цифровые технологии" Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого (СПбПУ) разработали инновационный композиционный материал, который превосходит алюминий в прочности.

Основой этого материала стали волокнисто-металлические ламинаты, популярный класс композитов, состоящих из слоев стекло- или углепластика и металла, такого как алюминий. Это сочетание придает материалу уникальные свойства: его плотность ниже, чем у алюминия, ударная прочность выше, чем у традиционных композитов, а усталостная прочность превосходит алюминиевые сплавы.

Ученые обратили особое внимание на качество связи между слоями материала. Они достигли улучшения сцепления поверхностей различных слоев, используя недорогие и удобные в работе наноматериалы, такие как фуллереновая сажа, которая получается при сжигании графита в инертном газе. Это делает разработку легко масштабируемой для промышленного производства.

В Пермском Политехе был предложен метод упрочнения стали с использованием азота и деформации.

Ученые разработали процесс, включающий холодную деформацию и насыщение материала азотом. Эта технология позволяет быстро увеличить прочность и твердость стали как на поверхности, так и внутри. Исследователи также изучили влияние радиальной ковки и азотирования на структуру и свойства стали 08Х18Н10Т-Ш.

Комбинация этих методов позволяет увеличить проникновение азота в структуру металла, что повышает его прочность, устойчивость к коррозии и сопротивляемость к образованию микротрещин. Насыщение сплава азотом происходит в вакуумной среде, что образует на поверхности стали упрочняющий азотированный слой.

Результаты исследований показали, что степень деформации влияет на толщину азотированного слоя и его твердость. Повышение температуры не всегда эффективно, так как снижает скорость проникновения азота в материал.

Этот метод обработки позволит создавать промышленные детали из хромоникелевых сплавов с высокой прочностью и надежностью.

Российские инженеры протестировали инновационное дорожное покрытие, способное самоочищаться.

Группа местных разработчиков провела испытания технологии под названием "Мостовая 2.0", которая уже успешно преодолела два зимних сезона без изменений.

Эксперимент проводился на частном объекте, где дорожное покрытие, по своей удобности для движения, ничем не отличалось от обычного асфальта. Главное преимущество этого покрытия заключается в его большей функциональности, простоте установки и ремонта, а также в более быстрой работе, не требующей битума и разогрева материалов. Помимо этого, оно не оставляет следов загрязнения, не подвержено образованию трещин и ям, а дорога всегда остается сухой и чистой.

Основная особенность этой технологии заключается в создании пористых, водоустойчивых и проницаемых для влаги материалов.

В другом проекте отечественные инженеры разработали "цифровых двойников" для рабочих на производстве.

Система сбора данных о работе сотрудников была разработана специалистами Национального исследовательского университета ИТМО. Эта система направлена на предотвращение травм и поломок оборудования.

Носимые легкие датчики и программное обеспечение на базе нейросетей передают информацию в центр обработки данных, создавая цифровой профиль рабочего места.

Благодаря таким "цифровым двойникам" работу и уровень безопасности сотрудников можно контролировать в реальном времени, что позволяет сократить время простоя оборудования и ускорить выполнение задач. Например, если рабочий попадает в потенциально опасную зону, система мгновенно предупреждает как руководство, так и самого рабочего через встроенный в каску датчик-приемник, что помогает избежать несчастных случаев и остановок производства.

Еще один студент Московского Политехнического университета представил программное решение для управления зданиями на этапе эксплуатации, используя технологию BIM.

Второкурсник факультета информационных технологий Московского политеха представил проект Inwors, программное обеспечение для создания строительных объектов с использованием BIM-технологий на этапе эксплуатации. Это решение должно значительно улучшить процесс управления зданиями.

В то время как BIM-модели активно используются на стадиях проектирования и строительства, их применение на этапе эксплуатации все еще недостаточно распространено. Проект Inwors призван заполнить этот пробел, предоставляя эффективные инструменты для управления и мониторинга состояния строительных объектов.

Проект Inwors уже был представлен высокопоставленным чиновникам и является частью комплексной системы управления техническим обслуживанием.

Исследователи из Пермского Политехнического университета выяснили, как можно быстро и экономически эффективно контролировать качество грунта под фундаментом.

Во время строительных работ крайне важно контролировать качество грунтовых конструкций, особенно тех, что находятся под нагрузкой. Недостаточное уплотнение грунта может привести к серьезным проблемам с конструкцией здания в будущем.

Ученые разработали экспресс-метод, который позволяет быстро оценить качество грунтовой подушки, используя динамический модуль упругости. Этот метод позволяет оперативно контролировать качество создания песчаной подушки прямо на стройплощадке, не задерживая процесс строительства.

Ученые из Пермского Политехнического университета разрабатывают интеллектуальную систему для контроля процесса проволочного аддитивного производства. Эта система автоматизирует производственный процесс, сокращает время проверки печати и повышает стандарты качества путем определения дефектов.

Их система состоит из двух основных компонентов: аппаратной части, включающей камеру и датчики, и программной части, в которой используется нейронная сеть. Этот комплекс позволяет автоматически контролировать процесс наращивания слоя и геометрию изделия, а также выявлять дефекты сварных швов и уведомлять оператора о них.

Система устанавливается на роботе-манипуляторе, который работает рядом со сварочной горелкой. Вначале робот наносит слой материала по заданной траектории, затем повторяет эту траекторию с помощью датчиков. Если возникают проблемы, процесс останавливается, и оператор получает уведомление с подробной информацией о месте ошибки. Таким образом, робот может работать автономно до обнаружения проблемы.

Этот проект позволяет обучать систему на больших объемах данных, что повышает точность обнаружения дефектов в сварных швах. Кроме того, его можно настроить под конкретные требования производства, включая работу с новыми типами металлов.

В перспективе разработка ученых из Пермского Политеха позволит автоматизировать процесс создания металлических заготовок. Результатом будет прототип устройства, способного обнаруживать дефекты и контролировать геометрию изделия в процессе его создания.

Питерское изобретение позволяет определять возраст и состояние деревьев без их уничтожения. Молодые ученые из Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения разработали устройство, способное за 10 секунд определить возраст и заболевания деревьев. Этот прибор точнее и дешевле существующих аналогов.

Новый прибор может применяться как в городских условиях для сохранения зеленых насаждений, так и в заповедниках с целью охраны редких и ценных деревьев.

Устройство состоит из двух частей: аппаратной и программной. Сначала лазеры сканируют ствол дерева для получения изображения, которое затем обрабатывается с помощью Python. После этого проводится анализ данных для определения состояния и возраста дерева.

В будущем ученые планируют полностью автоматизировать процесс анализа фотографий с помощью обучения нейронной сети дендрологии.

Компания "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Прикладной Робототехники" представила новые мобильные роботизированные установки для тушения пожаров. Роботы предназначены для борьбы с пожарами всех классов на объектах с высокой степенью сложности.

Основные характеристики роботов включают в себя возможность распыления огнетушащего вещества на расстояние до 60 метров, работу по радиоканалу на расстоянии до 1 километра, наличие телекамер и тепловизоров, а также инструменты для химической и радиационной разведки. Роботы способны передавать информацию в режиме реального времени.

Компания планирует выпускать до 50 таких устройств ежегодно.