Ученые научились оценивать прочность критически важных конструкций
В НИЯУ МИФИ изучили предельные состояния конструкционных материалов при деформациях с помощью методов термомеханики. По мнению ученых, результаты исследований помогут оценивать прочность и ресурс элементов конструкций ядерных реакторов, ракетных двигателей, сверхзвуковых самолетов и других сложных технических систем.
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале Continuum Mechanics and Thermodynamics. Сегодня ученые из разных стран изучают механику деформируемого твердого тела. Действующая на тело внешняя нагрузка стремится исказить (деформировать) тело, совершая при этом работу над ним. Материал тела сопротивляется этому посредством внутренних сил, возникающих между элементарными объемами тела. Происходит изменение внутренней энергии тела, выделяется тепловая энергия и температура тела повышается.
Все эти процессы должны быть изучены и известны инженерам, поскольку накопление деформаций ведет к появлению больших перемещений, способных вызвать нарушение работы конструкции, отметил профессор кафедры физики прочности НИЯУ МИФИ Евгений Морозов.
«Трещины в материале могут образоваться на стадии изготовления детали (при прокатке, механической обработке и так далее) и остаться не замеченными на контроле. Они могут возникнуть и в процессе эксплуатации, в областях концентрации напряжений или в результате накопления повреждений металла при использовании в неблагоприятных условиях или при вибрирующей нагрузке. Проблема для инженера состоит в том, что при постоянной или переменной нагрузке трещина растет, и в ее вершине из-за повышенных скоростей деформации материал нагревается. Это отражается не в лучшую сторону на механических свойствах материала», — рассказал он.
Несмотря на то, что этот процесс происходит в малой окрестности у вершины трещины, кончик трещины упирается в испорченный материал, который пластически деформируется, становится мягким, и трещина удлиняется, а это негативно отражается на прочности детали. «До сих пор исследователи не принимали это во внимание. А нагрев может очень значительным. Например, при усталостных испытаниях гладкого металлического образца, он от нагрева светится и раскаляется настолько, что в темноте от него можно читать газету», — пояснил Евгений Морозов.
Чтобы найти решение этой проблемы, ученые НИЯУ МИФИ изучили связь процессов деформирования и разрушения и кинетические эффекты саморазогрева материала за счет развития деформаций. Они разработали определяющие уравнения для конструкционных материалов под нагрузкой и установили связь между процессами деформирования и саморазогрева материала за счет внутреннего тепловыделения.
Ученые провели эксперименты с измерением температуры образцов из двух различных конструкционных сталей с различными механическими свойствами (жаропрочной и радиационно-стойкой низколегированной хромомолибденованадиевой стали и аустенитной нержавеющей хромникельтитановой стали) при различных уровнях деформации. Прецизионные измерения температуры проводились при статических и циклических испытаниях на гладких и надрезанных образцах в условиях высокого вакуума с использованием тепловизионных систем и высокочувствительных термопар. По их мнению, результаты исследований помогут оценивать прочность и ресурс высоконагруженных элементов конструкций ядерных реакторов, ракетных двигателей, сверхзвуковых самолетов и других сложных технических систем.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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