euro-pravda.org.ua

Розроблено модель для опису змін поведінки металу під час обробки.

Згідно з даними ТАСС, у 2023 році споживання металу в Росії зросло на 7,4 відсотка і склало близько 35 мільйонів тонн. Метали та сплави використовуються в усіх сферах машинобудування, у виробництві медичного та нафтогазового обладнання, військової техніки, будівельної та транспортної галузі. Для надання необхідної форми деталям, підвищення їх міцності, пластичності та інших характеристик застосовують обробку металів тиском. Проте важливо встановити правильні умови процесу, інакше існує ризик зниження якості заготовки. Для цього прогнозують властивості матеріалу за допомогою комп'ютерного моделювання. Вчені Пермського Політеху розробили модель, яка описує внутрішню структуру виробів із використанням нового обчислювального підходу. Це прискорить проведення розрахунків. У подальшому така модель може бути корисною при вирішенні різних технологічних завдань виготовлення — штампування, прокатки, волочіння, гнучкості.
Создана модель, описывающая изменения в поведении металла во время обработки.

Стаття опублікована в науковому журналі «Вісник ПНІПУ. Механіка». Дослідження виконане за фінансової підтримки Міністерства освіти і науки в рамках реалізації національного проєкту «Наука та університети».

При обробці металів тиском суттєво змінюється їхня структура, і відповідно, змінюються властивості. Ефективне математичне описання таких змін дозволить швидше проєктувати вироби з необхідними характеристиками і зменшить ризик виробництва неякісної продукції.

Вчені Пермського Політеху розробили багаторівневу модель для опису процесів, що відбуваються при обробці металів тиском. Вони запропонували новий підхід, який дозволяє виконувати розрахунки з меншою кількістю повторень алгоритму і прискорює обчислення.

«Обробка металів тиском – складний процес. Для його опису замість часто використовуваних моделей, які розглядають пружні, пластичні та в'язкі властивості, ми пропонуємо ефективну для процесів обробки металів тиском пружно-пластичну модель. Вона дозволяє виконувати розрахунки з більшими часовими кроками, завдяки чому можна значно скоротити обчислювальні ресурси при вирішенні прикладних задач», – пояснює Павло Гладких, магістрант другого курсу кафедри «Математичне моделювання систем і процесів» ПНІПУ.

«Проте в такій моделі існує проблема з невизначеністю вибору змінних, яка може вплинути на точність розрахунків. Запропонований нами обчислювальний підхід дозволив фізично коректно її виключити, що дає можливість у повній мірі використовувати потенціал таких моделей на практиці. Алгоритм протестований для випадку деформування монокристалічного зразка алюмінію. Він використовується, наприклад, в оптиці в якості матриці для лазерних активних серед, матеріалу вікон і елементів для високоінтенсивного випромінювання», – коментує Петро Трусов, професор кафедри «Математичне моделювання систем і процесів» ПНІПУ, доктор фізико-математичних наук.

Дослідження вчених Пермського Політеху дозволить швидко і коректно прогнозувати зміни структури і властивостей металів при обробці. Це актуально для проєктування функціональних матеріалів-виробів у більш короткі терміни.