#деформация

Лазерная порошковая наплавка — одна из важнейших ремонтных технологий возобновления годности деталей авиадвигателей. Она заключается в нанесении слоя материала на восстанавливаемую зону изделия с помощью лазерного луча. Процесс высокоэффективен, но из-за большой разницы температур и наличия остаточных напряжений может нарушаться форма, появляться деформации, тем самым снижая эксплуатационные характеристики деталей. В результате повышаются затраты и возникают риски некачественного ремонта. Ученые Пермского Политеха разработали алгоритм математического моделирования процесса, который позволит проводить качественную и количественную оценку деформаций в процессе лазерной порошковой наплавки для последующего производства деталей без брака.

В конструкциях аэрокосмического назначения, например, БПЛА, а также морского транспорта и автомобилей все чаще применяют крепкий, но сверхлегкий углепластик, который по своим характеристикам превосходит высокопрочную сталь. Для активного внедрения любого материала в промышленность важно знать, какие эксплуатационные нагрузки приведут к его разрушению. Основное повреждение слоистых композитов, к которым как раз относится углепластик, при ударе — это растрескивание полимерного основания. При дальнейших нагрузках трещины распространяются, приводят к расслоению материала и разрыву волокон. Поэтому крайне важно изучать возможные механизмы деформации слоистых композитов. Ученые Пермского Политеха провели исследования с углепластиком и выяснили, какая нагрузка несет разрушающий характер. Результаты позволят спрогнозировать сценарий повреждения тех или иных конструкций, тем самым повысить их надежность.

Во время строительных работ важно контролировать качество грунтовых конструкций (насыпей, подушек, оснований под фундаменты и полы), особенно тех, что работают под нагрузкой. Недостаточное уплотнение может привести к изменению расчетной схемы зданий и сооружений, а в будущем — к их разрушению. Сейчас для контроля используют коэффициент уплотнения или модуль деформации. Но чтобы их вычислить, нужны длительные лабораторные исследования. Ученые ПНИПУ протестировали экспресс-метод и предложили использовать новый показатель, который дает нужные данные прямо на строительной площадке. Исследование позволит ускорить процесс строительства без ущерба качеству.

В машиностроении для обработки металла производители используют методы холодной деформации, когда под воздействием силы изменяется структура материала и возрастает прочность. Хромоникелевые стали, из которых производят, например, нержавеющие трубы, цистерны и сварную аппаратуру, обладают уникальными свойствами, но в процессе эксплуатации в агрессивных средах и при повышенных нагрузках поверхности изделий изнашиваются. Ученые Пермского Политеха разработали способ комплексной обработки, которая сочетает холодную деформацию и последующее насыщение материала азотом. Такая технология позволяет быстро повысить уровень прочности и твердости поверхности стали и ее сердцевины.

Исследователи Университета МИСИС и ИМЕТ РАН нашли способ улучшить механические и функциональные свойства сплавов с памятью формы на основе никелида титана (TiNi) за счет сочетания процессов старения и интенсивной пластической деформации. Полученные результаты открывают новые перспективы для применения «умных» материалов в различных областях медицины и техники благодаря получению высоких механических и функциональных свойств, недостижимых после применения используемой в настоящее время технологии получения сплавов TiNi, включающей высокотемпературную деформационную обработку.

Механики Института проблем машиноведения РАН и СПбГУ создали новую теорию, позволяющую моделировать процесс упругопластического деформирования металлов при ударном нагружении. Созданная модель, в отличие от аналогов, позволяет объяснить такие особенности диаграммы динамического деформирования, как ее нестабильный, резко изменяющийся характер, в том числе, смену ее поведения с монотонного на немонотонное, что может выражаться, например, в появлении так называемого «зуба текучести», а также в термическом разупрочнении.

Природные тектонические процессы и техническая деятельность человека (например, добыча полезных ископаемых) часто вызывают оседания земной поверхности. Из-за этого возникают провалы, деформируются и разрушаются здания и коммуникации, происходит подтопление и заболачивание территорий. Своевременно выявлять деформации земной поверхности и принимать меры по противодействию помогает метод радарной интерферометрии. В его основе — дистанционное зондирование Земли космическими спутниками. Изменения земной поверхности определяют на основе полученных изображений. Однако этот метод еще слабо изучен, нет стандартной методики определения оседаний почвы, поэтому то, насколько грамотно будут истолкованы результаты, зависит от возможностей программного обеспечения и опыта самих исполнителей. Это зачастую приводит к ошибкам. Ученая ПНИПУ выяснила, какой именно объем данных дистанционного зондирования нужно собрать, чтобы добиться наивысшей точности определения оседаний земной поверхности методом радарной интерферометрии.

Интенсивная добыча полезных ископаемых приводит к возникновению больших деформаций в горных породах. Деформированиям подвергаются значительные территории, которые нуждаются в контроле. Анализ и мониторинг оседаний земной поверхности в зоне влияния горных работ, позволяет сделать значимые выводы для исключения возникновения опасных техногенных ситуаций. Одним из наиболее удобных вариантов мониторинга территории месторождений считается метод радарной интерферометрии, позволяющий определить смещения земной поверхности с помощью космических спутников. Обычно берутся данные с одного спутника, из-за чего результат может быть недостоверным. Специалист горно-нефтяного факультета Пермского Политеха Виктория Тютюкова совместно с учеными из «Яковлевского ГОК» впервые определили оседания земной поверхности на основе показателей космического радиолокационного зондирования Земли с использованием данных с двух спутников.

Для расширения кровеносных сосудов и поддержания достаточного потока крови в организме человека врачи используют коронарные стенты, изготовленные из металлических сплавов и биополимеров. Наиболее частая проблема при эксплуатации такого медицинского устройства — его перелом с последующим повреждением артерий. Чтобы управлять свойствами изделий и уметь задавать их структуру, ученые Пермского Политеха разработали двухуровневую математическую модель поддерживающего «каркаса» и на макроскопическом уровне (на уровне зерен стали, из которой он изготовлен) выявили наиболее опасные виды деформирования при раскрытии стента с баллонным расширением внутри сосуда. Полученная технология предотвратит разрушение в процессе установки в орган и поможет устройствам оставаться долговечными при дальнейшем функционировании, решая тем самым важнейший вопрос биомеханики.

Цилиндрические изделия из металла, такие как трубы, прутки, проволока, широко применяются в различных отраслях — нефтегазовом оборудовании, военной и аэрокосмической технике, авиадвигателестроении, например, в атомной энергетике сердце реактора практически полностью состоит из таких деталей — оболочки тепловыделяющих элементов, в оборонной промышленности — стволы высокоточных современных орудий в том числе передвижных мобильных орудийных установок, элементы конструкций авиационной техники.

В крупногабаритных конструкциях — строительной технике, автомобилях, самолетах и ракетах, где одна деталь может весить десятки килограмм — прочность соединений критически важна. Однако проводимые перед сборкой изделия испытания сосредоточены на выносливости непосредственно крупных деталей и не учитывают напряжения, возникающие в резьбовом соединении, откуда и начинается разрушение. Ученые Пермского Политеха разработали зажимное устройство для испытательной установки, которое позволяет измерить предельное напряжение в резьбовой канавке. Благодаря такому усовершенствованию можно достоверно и без лишних затрат оценить прочность конструкции.

С помощью алгоритма искусственного интеллекта немецкие ученые сравнили различные характеристики клеток крови пациентов с депрессией и здоровых людей. Оказалось, депрессивные расстройства повышают деформируемость клеток, в особенности это касается клеток врожденного иммунитета.

Ученые из Гонконга научились растягивать алмаз на рекордно большую величину, чтобы деформировать его кристаллическую решетку и придавать материалу новые полезные свойства.

Общества времен Великого переселения народов не были культурно закрытыми: ученые зафиксировали взаимопроникновение обычаев беженцев и коренного населения.

Международная группа физиков прояснила механизм, который предотвращает закручивание паутины при спуске паука.

Российский Фонд перспективных исследований (ФПИ) приступил к разработке и испытаниям прототипа системы, способной проводить автоматическую диагностику агрегатов и узлов авиатехники.

Американские ученые нашли способ последовательно складывать полимерные листы в трехмерные структуры посредством света.

Японские ученые разработали систему проецирования изображений на подвижные поверхности. Об этом сообщается на сайте Лаборатории Исикава Ватанабе.

Профессор Стэнфордского университета обнаружил, что руки многих скульптур великого французского мастера обезображены и деформированы. Проведя аналогии с реальными пациентами, врачу удалось составить клинический каталог рук работы Родена.