институт од националног значаја за Републику Србију
COST акција CA18203 – Optimizing Design for Inspection (ODIN)

Аутор: др Ивана Атанасовска, Сектор за механику, Математички институт САНУ
Почетна страница Cost акције CA18203
Веб-сајт акције

COST акција CA18203 – Optimizing Design for Inspection (ODIN) – 2019–2023 – има за циљ пораст и унапређење коришћења непрекидног праћења критичних ваздухопловних структура, интегришући у почетној фази пројектовања процену засновану на праћењу стања методама без разарања (NDT) помоћу ултразвучних таласа, прикупљању енергије и технологије бежичних сензора. Оптимизација (сензора и структура), израда рачунарских модела, напредна обрада сигнала и напредни приступи пројектовању биће интегрисани како би се добио нов оквир, алати за пројектовање и смернице за испоруку прве генерације летелица паметних структура, способних да саме дају тачне прогнозе стања структуре.

NDT технике засноване на ултразвуку, прикупљање енергије и бежичне сензорске мреже све су ефикасније у лабораторијским условима за праћење оштећења у ваздухопловним компонентама. Ове компоненте укључују критичне елементе, као што су летелица, мотори, стајни трап и контролне површине. Неопходно је да се ови приступи и технике интегришу на почетку пројектовања летелице. Ова COST акција окупља врхунске европске стручњаке из ових области како би подржали развој интегрисаног оквира за оптимизоване паметне структуре способне за самодијагностику и предвиђање стања, у сарадњи са демонстраторима и образовним активностима, укључујући у то програме обуке, што ће на крају створити чистије и сигурније небо.

Примарни циљ ове COST акције је унапредити и оснажити положај Европе у ваздухопловству развојем интелигентних структура интегрисаних у почетној фази пројектовања, стварањем интердисциплинарне мреже глобалних истраживача. То ће се постићи кроз два примарна задатка; постизање синергије водећих истраживања у откривању оштећења, прикупљању енергије, обради података, технологијама очитавања и бежичног преноса података како би се створио најнапреднији аутономни систем на свету (TRL 7-9) за откривање оштећења, и како би се стечено знање искористило за развој стандарда/смерница за оптимизацију ваздухопловних структура за системе праћења стања структура (SHM systems). У плану је да ова COST акција окупи водеће европске стручњаке из области машинства и електротехнике, рачунарства, математике, науке о материјалима и индустрије како би се подржао развој интегрисаног оквира за оптимизоване паметне структуре способне за самодијагностику и предвиђање стања.

Циљ ове акције је да се континуирано прате критичне ваздухопловне структуре у току рада, и да се створи прва генерација паметних летелица способних за тачно предвиђање стања структура. To ће побољшати стратегију одржавања, повећати расположивост средстава, повећати употребу напредних материјала, смањити оперативне трошкове и на крају пружити сигурнији и зеленији ваздушни превоз. COST акција фокусирана на концепту пројектовања оптимизованог за праћење стања (Optimised Design for Inspection – ODIN) омогућиће напредак у научним истраживањима и своју примену у индустрији, и ојачаће ваздухопловну индустрију ЕУ. Замисао је да се промовише мобилност водећих младих истраживача и афирмисаних истраживача у Европи са циљем међусобне подршке и заједничког напредовања. Користиће се алати COST мреже који укључују радионице, сопствене друштвене мреже, састанке, активности ширења резултата и специјализоване конференције, очекује се унапређење у праћењу стања ваздухопловних структура. Краткорочне научне мисије фокусиране су на размену између међународно водећих и нових истраживачких група у земљама прикљученим COST програму. Циљ акције је ширење трансевропских истраживачких активности на овом подручју или на друге начине финансирање доступности резултата широј јавности, повећавајући њихов утицај. Ова акција ће развити консолидовану мрежу интердисциплинарних истраживача за обуку и менторство, максимално користећи њихов потенцијал. Ова мрежа је од суштинске важности из три разлога: (1) идентификоване дисциплине представљају јединствени скуп вештина, и без ове акције немогуће је ефикасно интегрисати све појединачне аспекте, (2) не постоји заједнички усвојени стандард или смерница за тестирање појединих аспеката многих истраживача који показују значајно различите резултате за исти готов уређај, (3) постоји потреба за повезивањем академске заједнице и индустрије како би се резултати истраживања могли користити и ван лабораторија. У овом тренутку 28 земаља учествује у овој COST акцији, са добром равнотежом у погледу родне равноправности на руководећим позицијама као и међу истраживачима.

Србију представљају два истраживачка тима: тим са Математичког института САНУ и тим са Машинског факултета Универзитета у Београду. Оба тима су укључена у активности Радне групе 1 (Дизајн, оптимизација и интеграција), коју води проф. Кјара Бизањи (Chiara Bisagni), Факултет за ваздухопловно инжењерство, Делфт Универзитет за технологију, Холандија.
Радна група 1: Дизајн, оптимизација и интеграција
Ова група окупља инжењере и експерте из ваздухопловне индустрије, математичаре, информатичаре, као и експерте за оптимизацију, чији је задатак да анализирају захтеве за интеграцијом система праћења стања структура (SHM systems) у почетној фази пројектовања у ваздухопловству. Значајан изазов је обезбедити да се специфични ваздухопловни захтев ефикасно преносе на пројектовање, усклађено са системима зa праћење стања структура (SHM systems).

У оквиру ове радне групе дата су четири главна задатка, са циљем да се дефинишу радно окружење, геометријска ограничења и потребне информације које треба уградити у протоколе одржавања и безбедности:
Т1.1: Повећати учешће индустријских партнера кроз промоцију резултата на сајмовима, користећи постојеће контакте учесника и стварањем групе на друштвеним мрежама;
Т1.2: Успоставити критеријуме за пројектовање на основу индустријских захтева за репрезентативни елемент структуре крила авиона. Критеријуми укључују геометрију, оптерећење, температуру итд. Ови критеријуми широко ће се дистрибуирати како би се повећао утицај мреже и ове радне групе. Подаци се могу користити као почетна тачка за прву оптимизацију са аспекта оптерећења, а онда и са аспекта система za праћење стања структура (SHM systems);
Т1.3: Развој оптимизационих стратегија и смерница за системе и структуре и избор карактеристика демонстрационог примера елемента крила авиона;
Т1.4: Ширење резултата радне групе, укључујући смернице за индустријску примену, путем конференција, сајмова, радионица и семинара намењених партнерима из индустрије.
Истраживачка група са Математичког института САНУ, коју у својству MC члана (Management Committee Member) предводи др Ивана Атанасовска, активно је укључена у анализу репрезентативног елемента структуре крила авиона. Анализа се изводи помоћу софтвера за анализу методом коначних елемената – ANSYS 2019 R3 Academic Research Mechanical.

Галерија

Потребна међусобна повезаност неопходних дисциплина у оквиру Акције
(Извор: http://odin-cost.com/)

Други састанак „ODIN Management Committee Meeting“, Атина, фебруар 2020 (Приватна архива Иване Атанасовске)

Нормални затезни напони на репрезентативној структури крила - Контурни приказ деформисане структуре увећан 30 пута (Необјављени резултати истраживања Иване Атанасовске и Милице Милић)

Смичући напони на плочама конструкције крила од композитних материјала - Контурни приказ деформисане структуре увећан 30 пута и увећани детаљ који приказује расподелу напона по слојева (Необјављени резултати истраживања Иване Атанасовске и Милице Милић)