Разработана модель для описания изменений поведения металла в процессе обработки
По данным ТАСС за 2023 год металлопотребление в России выросло на 7,4 процента и составило около 35 миллионов тонн. Металлы и сплавы используют во всех сферах машиностроения, в производстве медицинского и нефтегазового оборудования, военной техники, строительной и транспортной индустрии. Чтобы придать нужную форму деталям, повысить их прочность, пластичность и другие характеристики, применяют обработку металлов давлением. Однако нужно задать корректные условия процесса, иначе есть риск снизить качество заготовки. Для этого прогнозируют свойства материала с помощью компьютерного моделирования. Ученые Пермского Политеха разработали модель, которая описывает внутреннюю структуру изделий с применением нового вычислительного подхода. Он ускорит проведение расчетов. В дальнейшем такая модель может быть полезна при решении различных технологических задач изготовления — штамповки, прокатки, волочения, гибки.
Статья опубликована в научном журнале «Вестник ПНИПУ. Механика». Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки в рамках реализации нацпроекта «Наука и университеты».
При обработке металлов давлением существенно перестраивается их структура и, соответственно, меняются свойства. Эффективное математическое описание таких изменений позволит быстрее проектировать изделия с необходимыми характеристиками и снизит риск производства некачественной продукции.
Ученые Пермского Политеха разработали многоуровневую модель для описания процессов, происходящих при обработке металлов давлением. Они предложили новый подход, который позволяет проводить расчеты с меньшим числом повторений алгоритма и ускоряет вычисления.
«Обработка металлов давлением – сложный процесс. Для его описания вместо часто применяемых моделей, которые рассматривают упругие, пластические и вязкие свойства, мы предлагаем эффективную для процессов обработки металлов давлением упругопластическую модель. Она позволяет проводить расчеты с большими временными шагами, благодаря чему можно значительно сократить вычислительные ресурсы при решении прикладных задач», – поясняет Павел Гладких, магистрант второго курса кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ.
«Однако в такой модели есть проблема с неопределенностью выбора переменных, которая может повлиять на точность расчетов. Предложенный нами вычислительный подход позволил физически корректно ее исключить, что дает возможность в полной мере использовать потенциал таких моделей на практике. Алгоритм протестирован для случая деформирования монокристаллического образца алюминия. Он используется, например, в оптике в качестве матрицы для лазерных активных сред, материала окон и элементов для высокоинтенсивного излучения», – комментирует Петр Трусов, профессор кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ, доктор физико-математических наук.
Исследование ученых Пермского Политеха позволит быстро и корректно прогнозировать изменение структуры и свойств металлов при обработке. Это актуально для проектирования функциональных материалов-изделий в более короткие сроки.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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