Модель Пермского Политеха спрогнозирует дефекты при лазерной порошковой наплавке
Разработка ученых из Перми поможет при выборе оптимального набора параметров при ремонте самых сложных по форме деталей.
Для восстановления изношенных или поврежденных металлических деталей используют метод лазерной порошковой наплавки. Мощный оптоволоконный лазер создает ванну расплава, куда в дальнейшем автоматически подается металлический порошок. Частой проблемой, которая встречается в этом процессе, является деформация ремонтируемой детали под действием внутренних напряжений. Это приводит к дефекту, называемому короблением.
При разработке технологического процесса ремонта деталей методом лазерной порошковой наплавки одной из целей является прогнозирование дефектов коробления. Определение оптимального бездефектного режима наплавки для конкретных деталей экспериментальным путем невыгодно из-за высоких финансовых и временных затрат, а зачастую и просто невозможным.
Для решения этой проблемы научные сотрудники Пермского Политеха совместно с АО «ОДК-Авиадвигатель» разработали математическую модель расчета короблений при лазерной порошковой наплавке. С помощью численного моделирования ученые смогли с высокой точностью спрогнозировать поведение детали в процессе наплавки. В дальнейшем разработка поможет при выборе оптимального набора параметров при ремонте самых сложных по форме деталей.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника», 2022. Основной идеей ученых Пермского Политеха стало создание инструмента, который позволит быстро и качественно моделировать процесс лазерной порошковой наплавки и минимизировать конечные коробления при ремонтных работах.
«Без проведения расчетов предсказать поведение изделий, особенно малогабаритных и тонкостенных, при высоких температурах очень сложно. Возникающие дефекты могут окончательно привести ремонтируемую деталь в негодность. Поэтому для предварительного прогнозирования параметров процесса мы предложили использовать численное моделирование.
Такой метод позволит проводить расчеты перед проведением ремонтных технологических операций и оценить коробление. Наша разработка позволит прогнозировать поведение детали в процессе наплавки, что уменьшит брак при ремонте», — рассказывает аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Марат Бекмансуров.
Используя экспериментальные цилиндрические образцы, разработчики провели калибровку модели по результатам измерения температурного поля. Результаты помогли провести решение механической задачи с определением поля напряжений и деформаций, как в наплавляемом материале, так и в теле ремонтируемой детали. Моделирование короблений ученые провели путем разделения наплавляемой части на дорожки. Каждая дорожка делилась на более мелкие элементы с целью смоделировать процесс максимально приближенный к реальности.
Сравнение результатов моделирования с результатами реальной лазерной порошковой наплавки подтвердило правильность разработанной модели. Расчеты показали достаточную вычислительную точность при минимальных временных затратах, что позволит использовать модель в реальном производстве.
Telegram 
Дзен 
VK По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Обычно тела меньше тысячи километров не могут удержать вокруг себя полноценную газовую оболочку: слишком невелика сила тяжести. Несмотря на это, малая планета (612533) 2002 XV93 — диаметром всего полтысячи километров — во время звездного затмения показала, что у нее атмосфера есть. Как это вышло, пока неясно, хотя у астрономов-первооткрывателей и есть пара гипотез.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
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.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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