Формирование образовательных программ в рамках ЦНИО "Центр перспективных конструкций, производственных технологий и материалов Сколтех" г. Дубна, 3-4 октября 2013 проф., д.т.н. Ушаков А.Е. Таланов М.Р.

Technical University of Berlin Catholic University of Leuven Члены Консорциума «Перспективные Материалы и Технологии»

Структура ЦНИО "Центр перспективных конструкций, производственных технологий и материалов Сколтех" Директор лаборатории 4 Консорциум университетов Начальник центра Помощник по административной части Управляющий (лаборатории) Управляющий (коммерция) Директор лаборатории 1 Директор лаборатории 2 Директор лаборатории 3 Директор лаборатории 5 Заместитель начальника (Научно-Исследовательское направление) Заместитель начальника (Образовательные программы) СколТех СколТех Научный руководитель (внедрение инноваций) Университет- партнер 1 Университет- партнер 2 Университет- партнер … Консорциум промышленности Рабочая группа Директор лаборатории 6 Директор лаборатории 7

1.Лаборатория по исследованию систем армирующих наполнителей и связующих КМ 2.Лаборатория по исследованию механики материалов 3.Лаборатория неразрушающего контроля 4.Лаборатория по проектированию конструкций и проведению испытаний 5.Лаборатория по математическому моделированию конструкций и технологий их производства 6.Лаборатория многофункциональных материалов и конструкций 7.Лаборатория по разработке автоматизированных технологий производства и внедрения их в промышленность Выполнение мультидисциплинарных исследований; Проведение испытаний на уникальном оборудовании на территории РФ; Использование уникального оборудования как для исследований, так и для образовательных программ. Лаборатории ЦНИО Особенности лабораторий

Формирование учебных программ Сколтех Магистратура; 2 года Аспирантура; 2 года Дейтонский Университет 3 года Дельфтский Университет 4 года Католический Университет Лёвена Программы по подготовке специалистов; Программы повышения квалификации специалистов; Летние курсы.

Формирование учебных программ: совместное предложение Берлинского Технологического Университета, Католического Университета Лёвена и Института Физики Прочности и Материаловедения Предлагаемые программы разработаны с учетом высокой потребности Российской индустрии в формировании устойчивого научно-технического задела в обеспечение роста доли применения ПКМ в различных отраслях промышленности: Магистерская программа по направлению Передовые ПКМ: материалы и их свойства, конструктивные решения, технологии производства и методики моделирования; Летние курсы по повышению квалификации; Учебные курсы по подготовке исследовательских кадров, идентичные курсам европейской программы Marie Curie Actions.

Формирование учебных программ: Магистерская программа Передовые ПКМ: материалы и их свойства, конструктивные решения, технологии производства и методики моделирования Программа делится на 2 модуля по 1 году на каждый: Теория композиционных материалов – прикладной характер с уклоном на фундаментальные основы механики материалов; Компьютерное моделирование ПКМ – обучение, совмещенное с выполнением прорывных исследовательских проектов промышленного назначения; Возможность прохождения стандартной двухгодичной программы; Возможность прохождения каждого модуля по отдельности.

Формирование учебных программ: Магистерская программа Передовые ПКМ: материалы и их свойства, конструктивные решения, технологии производства и методики моделирования Модуль 1: Теория композиционных материалов РазделСодержание Учебные баллы 1.1 Теория композиционных материалов Вводный курс: современное применение композитов Волокна и матрицы Микромеханика волоконных армирующих систем: однонаправленные длинные волокна, короткие волокна, расположенные в случайном порядке Процессы развития повреждений в ПКМ Методы изготовления ПКМ и схемы армирования Механические испытания ПКМ Воздействие на окружающую среду, переработка и жизненный цикл 6 1.2Технологии изготовления ПКМ Систематическое детальное описание технологий изготовления ПКМ в дополнение к разделу о теории Текстильные системы армирования Систематическое детальное описание текстильных схем армирования в дополнение к разделу о теории Механика и повреждения неоднородных сред Общие положения Методика включений применительно к случайной и текстильной схеме армирования -Асимптотическое усреднение и конечные элементы Математическое моделирование ПКМ Классическая теория слоистых композитов Математические модели изготовления, формования и пропитки ПКМ Математические модели механических свойств композитов на уровне ячеек периодичности Анализ напряжений и прочности композитных конструкций Последние достижения в области ПКМ Нано-модифицированные ПКМ ПКМ на основе био-волокон Анализ жизненного цикла и воздействия на окружающую среду Занятия в лабораториях и компьютерных классах Дополнение к курсам по изготовлению, испытаниям и определению свойств композитов 3 1.8Курсовая работа Темы на выбор6 30

Формирование учебных программ: Магистерская программа Передовые ПКМ: материалы и их свойства, конструктивные решения, технологии производства и методики моделирования Модуль 2: Компьютерное моделирование ПКМ Программа одобрена ассоциацией NAFEMS Выдача диплома магистра по окончании обучения СодержаниеРаздел Учебные баллы 2.1 Математические методы компьютерного моделирования Вычислительная математика Оптимизация Стохастика 6 2.2Механика/динамика конструкций Статистический и динамический анализ конструкций, недетеринированный анализ и испытания Коробление и нестабильность; усталость и механика разрушения Конструктивные коды, нормативы и стандарты 8 2.3Методы моделирования Метод Конечных Элементов Многотельные системы (твердые и упругие) Метод конечных объемов Методики оптимизации Моделирование технологических процессов Моделирование технологий формования (штамповка, ковка, пресс-формование) Моделирование технологий производства и сборки Моделирование систем производства и обработки Мультифизическое и мультидисциплинарное моделирование Расчетная гидродинамика Теплообмен Акустика Электрические и магнитные поля Методы мультифизического моделирования Технологии CAE Управление моделированием, Управление данными жизненного цикла изделия Обеспечение качества, верификация и валидация Методы прогнозирования Альбомы по программному обеспечению Промышленные базы данных Механика материалов и усталость Моделирование свойств материалов (пластично-упругие, вязкоупругие; Материалы армированные волокнами и частицами; почва) Нелинейное моделирование (усадка, крупные деформации, ударные повреждения и разрушения; контакты и трения) Усталость 8 64

Формирование учебных программ: Летние курсы Продолжительность: 5 дней; Теоретические основы компьютерного моделирования; Использование программного обеспечения; Экспериментальные методы определения базовых характеристик материалов и систем; Практические занятия; Выдача конспектов по читаемым лекциям; Выдача сертификата о прохождении курсов. Семинар «текстильные композиты» в Сколтехе августа 2013

Формирование учебных программ: Темы летних курсов Методы частиц в материаловедении – теоритические основы и использование программного обеспечения Метод подвижных клеточных автоматов (MCA) Применение метода конечных элементов для оптимизации расчета геометрически нелинейных деформаций Метод уменьшения размерности (MRD) Структурный анализ, структурная динамика Методы экспериментального определения расчетных значений материала Методы экспериментального определения расчетных значений поверхностей и областей соединений Методики экспериментального анализа методом нормальных волн Программное обеспечение: Movable Cellular Automata (MCA), Finite Element Method (FEM), Boundary Element Method (BEM), xTribo-Viscoelastic

Формирование учебных программ: Профессорский состав проф. Степан Ломов (Католический Университет Лёвена) проф. Лариса Горбатых (Католический Университет Лёвена) проф. Валентин Попов (Берлинский Технический Университет) Prof. Dr. Manfred Zehn (Берлинский Технический Университет) Dr. Dragan Marinkovic (Берлинский Технический Университет) проф. Сергей Псахье (Институт Физики Прочности и Материаловедения) проф. Евгений Шилько (Институт Физики Прочности и Материаловедения) Dipl.-Ing. Roman Pohrt (Берлинский Технологический Университет, Германия) Dipl.-Ing. Johannes Thaten (компания xTribo GmbH, Германия)

Формирование учебных программ: предложение Дейтонского университета Программы высшего образования - предназначены для будущих специалистов и сотрудников компаний на уровне бакалавриата, магистратуры и аспирантуры. Такие программы проводятся в традиционной форме в университетах. Программы повышения квалификации специалистов - предназначены для повышения квалификации специалистов в определенных компетенциях, таких как сертификация композитных конструкций, осмотры, ремонт. Такие программы проводятся в форме курсов. Программы подготовки специалистов - предназначены для подготовки инженерных кадров для решения конкретных технических задач, таких как внедрение новой технологии в производство или подготовка будущих инженерных кадров. Такие программы обычно проводятся в форме прикладных занятий, как, например, обучение технологии вакуумной инфузии связующего в армирующий наполнитель или прямому управлению процессом производства.

Формирование учебных программ: Программы высшего образования Магистратура Механика материалов: программа нацелена на обучение студентов пониманию, разработке и анализу конструкций и систем по таким областям как двигателестроение, роботизация и возобновляемые источники энергии; Инженерная механика: обучение по данной программе заключается в поиске решений по улучшению существующих перспективных конструктивно-технологических решений с целью повышения безопасности, надежности и экономической эффективности производимых объектов инфраструктуры; Материаловедение: данная программа подойдет для студентов, заинтересованных в изучении передовых материалов и технологий их получения. Актуальность настоящей программы подчеркивается набором ограничений в авиакосмической и энергетической промышленности, связанным с применением новых материалов; минимум 30 академических часов в семестр: 12 часов обязательных занятий по тематике диплома; 12 часов занятий на выбор студента; 6 часов на выполнение дипломной исследовательской работы.

Формирование учебных программ: Программы высшего образования Аспирантура (Ph.D.) минимум 60 академических часов в семестр: 30 часов исследовательской работы; В т.ч. 6 часов занятий по высшей математике 30 часов на написание диссертации. Форма обучения: Занятия по предложенным магистерским и аспирантским программам могут проводиться в Сколтехе, университетах-партнерах или дистанционно.

Формирование учебных программ: Программы повышения квалификации специалистов Предлагаемые курсы предназначены как для поддержки компетенции в определенной области, так и для получения базовых технических навыков для решения конкретных прикладных задач в различных областях промышленности. Курсы подходят для переподготовки специалистов, имеющих диплом, не относящийся к композитной отрасли, согласно заранее определенному набору навыков и знаний, необходимому для работы в композитной отрасли. Примеры курсов по повышению квалификации: Методики сертификации конструкций из КМ Ремонт композитных конструкций Переработка отходов Методики осмотра композитных конструкций Нано-модифицированные композиционные материалы Технология вакуумной инжекции связующего в армирующий наполнитель и т.д. Форма обучения: Занятия по предложенным курсам могут проводиться в Сколтехе, университетах- партнерах или дистанционно. С учетом специфики курсов по повышению квалификации, дистанционная форма обучения является наиболее предпочтительной.

Формирование учебных программ: Программы подготовки специалистов Поддержка компетенции кадров с учетом последних достижений в отрасли; Обучение новым методикам, необходимым для расширения спектра решаемых технических задач; Обеспечение базового базовый набора навыков и знаний, необходимого для начала работы в композитной отрасли. Примеры программ: Укладка армирующего наполнителя; Отверждение в автоклаве с применением вакуумирования; Технология пултрузии; Технология вакуумной инфузии; Методики сертификации в специализированных областях; и т.д. Форма обучения Занятия по предложенным курсам могут проводиться в Сколтехе, университетах-партнерах или дистанционно. Для проведения курсов требуется наличие соответствующего технологического оборудования.

Формирование учебных программ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Решение амбициозной задачи обеспечения 100% роста (например, удвоения от $20-30 млрд. до $50 млрд. в год) композитной отрасли в 5-летний срок должно проходить неразрывно с организацией образовательных программ, которые могли бы обеспечить требуемые темпы развития.

Спасибо за внимание!