Пермские ученые спрогнозировали появление дефектов в деталях самолетов
Электроэрозионная обработка — одна из ключевых технологий создания элементов конструкций современных самолетов, выполненных из труднообрабатываемых материалов. Воздействие импульсов тока испаряет металл, за счет чего происходит процесс обработки сложных форм. Однако после на обрабатываемой поверхности формируется измененный слой, который по свойствам отличается от основного материала и содержит микротрещины. Это влияет на циклические характеристики всей детали и может привести к ее преждевременному разрушению. Ученые ПИШ Пермского Политеха разработали способ, который позволяет заранее прогнозировать формирование такого слоя и возникновение дефектов на поверхности в зависимости от применяемого режима электроэрозионной обработки.
Статья опубликована в журнале «Обработка металлов». Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда.
Электроэрозионная обработка особенно эффективна в том случае, когда механические способы не справляются. Например, при резании твердых высокопрочных сплавов, где обычный инструмент быстро изнашивается, а также при получении деталей сложных форм или очень маленьких отверстий. При этом в процессе изготовления элементов конструкций авиационных двигателей, таких как лопатки и диски турбин, которые должны работать в агрессивных условиях под высокой нагрузкой, важно обеспечить их устойчивость и качество рабочих поверхностей без неровностей и трещин.
Но одним из сдерживающих факторов в применении электроэрозионной технологии является то, что под действием электрических разрядов поверхность металлической заготовки меняется. На ней появляется дефектный слой со множеством микротрещин. Эти особенности существенно снижают эксплуатационные характеристики материала и долговечность, что может привести к преждевременному выходу изделия из строя.
Толщина образующегося слоя может колебаться от сотых долей миллиметра и зависит это во многом от режимов обработки. Так, снижение силы тока и уменьшение времени воздействия электрического импульса позволяет снизить толщину белого слоя и его неравномерность. Однако сегодня особенности формирования дефектов на поверхности заготовок из труднообрабатываемых материалов плохо изучены.
Ученые Передовой инженерной школы ПНИПУ разработали математическую модель, позволяющую прогнозировать толщину белого слоя в зависимости от силы и времени воздействия импульса при электроэрозионной обработке.
Моделирование выполнили для двух режимов обработки – максимального и минимального с учетом таких параметров, как сила тока (2А и 8А), напряжение (50В и 100В) и время действия импульса (40 и 150 мкс). Были получены две модели, рассчитанные для хромосодержащих сталей 40Х и 35ХГС, которые широко используются в авиа- и машиностроении. Они отличаются высокой прочностью и износостойкостью.
Модели позволили предсказать толщину белого слоя, его однородность и количество микротрещин. Точность расчета политехники подтвердили, проведя натурные эксперименты.
– Результаты показали, что отклонение рассчитанных значений от экспериментальных составляет не более 5%, что подтверждает достоверность моделей. На минимальном режиме толщина белого слоя варьируется в диапазоне 20-25 мкм и 55-85 мкм на максимальном, тогда как с помощью моделей была рассчитана 20-25 и 60-80 мкм. Количество образующихся микротрещин и неоднородность слоя также существенно изменяется в зависимости от параметров обработки – на максимальном эти показатели в среднем в два раза выше, – рассказывает Тимур Абляз, директор Высшей школы авиационного двигателестроения ПНИПУ, кандидат технических наук.
Моделирование электроэрозионной обработки позволяет контролировать качество изделия, заранее определяя необходимый для материала режим, тем самым минимизируя риск возникновения дефектов на поверхности и преждевременное разрушение детали. Это особенно важно для изготовления элементов авиа- и ракетных двигателей, которые работают в экстремальных условиях – в агрессивных средах, под высокой нагрузкой и температурой.
Telegram 
Дзен 
VK Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Женщины чаще мужчин избегают политических и экономических новостей, однако причины этого поведения связаны не столько со структурным неравенством или семейной нагрузкой, сколько с личными установками и эмоциональным восприятием новостного контента. К такому выводу пришли ученые НИУ ВШЭ, проанализировав данные масштабного опроса более 10 тысяч жителей 61 региона России.
Среди обитателей кембрийских морей одним из самых загадочных остается монстр Коллинза — лобоподы с шипами по всему телу и перистыми передними конечностями, похожими на щетки. Количественный анализ, проведенный учеными из Гарвардского университета, показал, что эти существа были не активными охотниками, а пассивными фильтраторами, отцеживавшими планктон из толщи воды — точно так же, как это делают многие современные морские беспозвоночные.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно