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 Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Ученые из МФТИ и Объединенного института ядерных исследований завершили комплексный анализ поведения констант связи Стандартной модели на высоких энергиях. Используя ренормализационную группу, авторы оценили вероятность того, что наш вакуум — физическое состояние, в котором существует все вещество во Вселенной,— рано или поздно «провалится» в более глубокое энергетическое состояние.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
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