在圣彼得堡彼得大帝理工大学的结构中，该实验室隶属于机械工程、材料与运输学院的科学部门。
实验室成立于2014年，得到了俄罗斯联邦教育与科学部的支持，是根据俄罗斯联邦政府第220号法令拨付的巨额赠款（Mega-grant）项目的一部分。2014年，实验室加入了“轻质可靠结构”技术平台。
实验室开展的科学研究对俄罗斯具有现实意义，并符合世界科学的现状。新型宏观结构单层和多层材料及其制品的刚度是同等重量已知类似材料的十一倍以上。其气动和流体动力阻力也比光滑表面材料低30%。这意味着由这些材料制成的部件可以在保持能效的同时，拥有相对更大的尺寸。用于单独层的异质材料需要新的生产方法和新的产品设计模型，以及在材料科学、材料塑性加工和焊接领域进行广泛而深入的研究。
除了建立材料的通用基础外，还必须考虑其应用的特殊性。根据结构的未来用途，必须开发并提供综合的专业创新解决方案（例如，针对船舶和车厢等运输工具以及其他结构）。
该项目的目标是建立轻质材料与结构实验室。项目任务是开发具有宏观结构表面的单层和多层轻质半成品及部件，以及其生产技术和可靠结构的制造技术。
实验室人员为交通、能源和建筑行业提供受专利保护的新型专用材料和新产品生产方法。实验室还将作为科学和辅助基地，为培养在开发更高材料和能源效率技术领域的新一代工程师和年轻研究人员提供高水平教学。
项目目标： 获取新型轻质结构材料并改进焊接技术
研究的实际意义
科学成果：
实验室成立于2014年，得到了俄罗斯联邦教育与科学部的支持，是根据俄罗斯联邦政府第220号法令拨付的巨额赠款（Mega-grant）项目的一部分。2014年，实验室加入了“轻质可靠结构”技术平台。
实验室开展的科学研究对俄罗斯具有现实意义，并符合世界科学的现状。新型宏观结构单层和多层材料及其制品的刚度是同等重量已知类似材料的十一倍以上。其气动和流体动力阻力也比光滑表面材料低30%。这意味着由这些材料制成的部件可以在保持能效的同时，拥有相对更大的尺寸。用于单独层的异质材料需要新的生产方法和新的产品设计模型，以及在材料科学、材料塑性加工和焊接领域进行广泛而深入的研究。
除了建立材料的通用基础外，还必须考虑其应用的特殊性。根据结构的未来用途，必须开发并提供综合的专业创新解决方案（例如，针对船舶和车厢等运输工具以及其他结构）。
该项目的目标是建立轻质材料与结构实验室。项目任务是开发具有宏观结构表面的单层和多层轻质半成品及部件，以及其生产技术和可靠结构的制造技术。
实验室人员为交通、能源和建筑行业提供受专利保护的新型专用材料和新产品生产方法。实验室还将作为科学和辅助基地，为培养在开发更高材料和能源效率技术领域的新一代工程师和年轻研究人员提供高水平教学。
目标与任务
研究方向： 开发新材料、其生产技术以及在结构中的连接技术项目目标： 获取新型轻质结构材料并改进焊接技术
研究的实际意义
科学成果：
- 开发了铝合金结构，通过使用结构化板材代替普通平板，提高了刚性。应用结构化板材可以在保持所需刚性的同时减轻结构重量。此类板材具有更高的散热效率，可用于生产供暖设备。
- 研究了搅拌摩擦焊（FSW）的各种模式。实现了铝合金板材的长距离连接、异种材料（铝合金+铜）连接以及不同厚度板材的连接。铝合金与铜的连接可成功应用于电工领域，以降低电气元件的生产成本（虽然铝的导电性不如铜，但其成本仅为铜的几分之一）。
- 建造了由不同厚度元件（材料为AMg5）组成的铝合金三体船船体，并对其承载能力进行了实验研究。在任务要求的50公斤负载下，船体实际承受了120公斤的负载。研究发现，在确保无缺陷搅拌摩擦焊（FSW）的情况下，1毫米+2毫米的连接节点强度不低于1毫米厚的船体元件。
- 开发并验证了铝泡沫夹层板（SAP）生产的所有工艺阶段。此类面板重量轻（在水中不沉），具有良好的吸音和隔热性能，同时具备足够的刚性。铝泡沫夹层板可用于建筑领域的外部围护结构、内部隔断等。
- 研究了铝合金零件电弧增材制造（WAAM）的各种模式。目标是在保持高质量焊缝的同时实现最大堆焊系数，并获得形状日益复杂的零件。转向增材制造可实现极高的材料利用率（高达0.9）。这通常是生产复杂形状零件最具成本效益的方法。电弧增材制造法优于激光熔覆法，因为其原材料成本低（使用焊丝而非金属粉末）且生长速度更快。该方法对大型零件非常有效。
研究成果的应用
为专门从事起重运输设备生产和维护的“Semargl”有限责任公司优化了起重机构底部结构。通过结构化处理和材料更换，使结构重量减轻了26公斤，从而增加了26公斤的起重量。结构化板材可进一步应用于机械制造领域，以减轻各种复杂结构的重量。教育与人才再培训
- 来自外部组织的年轻专家完成了专业再培训/进修：包括“Khimmet”有限责任公司的2名员工、圣彼得堡国立建筑工程大学的2名员工以及阿斯特拉罕国立大学的2名员工。
- 答辩情况：1篇博士（副博士）学位论文，13篇硕士毕业论文。
- 实验室的10名员工已录取为研究生。
- 实验室的7名员工已完成进修。
- 举办了：轻质材料与结构实验室开幕研讨会、“轻质合金结构与性能形成过程建模”研讨会，以及两场关于实验室研究的年度科学活动。
- 已实施以下教育课程：进修计划“铝合金板材塑性加工过程的数学建模”；研究生科研教学人才培养计划“纳米结构材料物理化学”；额外专业进修计划“搅拌摩擦焊技术”。
- 参加了13场会议、2场研讨会和2场座谈会。
合作伙伴
- “VNICTT”有限责任公司（俄罗斯）：关于确定焊缝裂纹形成原因的专家工作
- “BPK”股份公司（俄罗斯）：工业合作伙伴共同资助了进度计划中规定的一系列广泛研究工作
- 柏林工业大学（德国）：实习、联合科学出版物、联合资助研究项目 – ERA.NET.RUS Plus（自2015年起）
- 上海交通大学（中国）：实习（自2018年起）
网站： https://lwms.spbstu.ru/
联系人： Oleg Vladislavovich Panchenko，实验室主任
地址： 圣彼得堡理工街29号，科研楼 A.2.19-A.2.21
电话： +7 (921) 946-86-99, +7 (921) 418-73-94
电子邮件：panchenko_ov@spbstu.ru, anton.naumov@spbstu.ru
联系人： Oleg Vladislavovich Panchenko，实验室主任
地址： 圣彼得堡理工街29号，科研楼 A.2.19-A.2.21
电话： +7 (921) 946-86-99, +7 (921) 418-73-94
电子邮件：panchenko_ov@spbstu.ru, anton.naumov@spbstu.ru
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