euro-pravda.org.ua

Создана модель, описывающая изменения в поведении металла во время обработки.

Согласно информации ТАСС, в 2023 году потребление металлов в России увеличилось на 7,4% и достигло примерно 35 миллионов тонн. Металлы и сплавы находят применение во всех отраслях машиностроения, включая производство медицинского и нефтегазового оборудования, военной техники, а также в строительстве и транспортной сфере. Для формирования деталей и улучшения их прочности, пластичности и других свойств используется обработка металлов давлением. Однако для достижения оптимального качества заготовок необходимо правильно установить условия процесса, иначе есть риск ухудшения результата. Для этого свойства материалов прогнозируются с помощью компьютерного моделирования. Учёные из Пермского Политеха разработали модель, которая описывает внутреннюю структуру изделий, используя новый вычислительный подход, что значительно ускоряет расчёты. В будущем такая модель может оказаться полезной для решения различных технологических задач, связанных с производственными процессами, такими как штамповка, прокатка, волочение и гибка.
Создана модель, описывающая изменения в поведении металла во время обработки.

The article has been published in the scientific journal "Vestnik PNIPU. Mechanics". The research was conducted with financial support from the Ministry of Education and Science as part of the implementation of the national project "Science and Universities".

During the metal forming process, the structure of the materials significantly changes, resulting in altered properties. An effective mathematical description of these changes will enable faster design of products with the required characteristics and reduce the risk of producing substandard goods.

Scientists from Perm Polytechnic University have developed a multi-level model to describe the processes occurring during metal forming. They introduced a new approach that allows for computations with fewer iterations of the algorithm, thereby accelerating calculations.

“Metal forming is a complex process. Instead of the commonly used models that examine elastic, plastic, and viscous properties, we propose an efficient elastoplastic model specifically for metal forming processes. This model enables calculations with larger time steps, which significantly reduces computational resources needed for solving applied problems,” explains Pavel Gladkikh, a second-year master's student at the Department of Mathematical Modeling of Systems and Processes at PNIPU.

“However, this model has a challenge concerning the uncertainty in variable selection that may impact calculation accuracy. Our proposed computational approach has allowed us to physically eliminate this uncertainty, enabling the full potential of such models to be utilized in practice. The algorithm has been tested for the deformation of a monocrystalline aluminum sample, which is used, for instance, in optics as a matrix for laser active media, window materials, and components for high-intensity radiation,” comments Petr Trusov, a professor at the Department of Mathematical Modeling of Systems and Processes at PNIPU and a Doctor of Physical and Mathematical Sciences.

The research conducted by scientists at Perm Polytechnic University will facilitate swift and accurate forecasting of changes in the structure and properties of metals during processing. This is crucial for the timely design of functional material products.