У Пермi запропонували методику високоточного визначення параметрів матеріалів.

Стаття опублікована в Russian Physics Journal. Дослідження проведено за фінансової підтримки Міністерства освіти і науки Росії в рамках реалізації національного проекту «Наука та університети».

Термомеханічна обробка передбачає сукупність операцій деформації, нагріву, витримки та охолодження металевих сплавів з метою отримання необхідної структури та властивостей. Під час такої обробки реалізується безліч різних механізмів перебудови структури, одним з ключових є рекристалізація, під час якої формуються малодефектні зерна. У процесі обробки вони зростають, поглинаючи сусідні більш дефектні зерна. В результаті формується структура з новими властивостями.

Раніше вчені ПНІПУ розробили багаторівневу модель для опису зазначених процесів. Модель містить набір співвідношень та параметрів, що дозволяють детально враховувати діючі механізми зміни структури. Однак для отримання достовірних числових результатів необхідно найбільш точно визначити параметри моделі при порівнянні з експериментальними даними.

Вчені Пермського Політеху провели ідентифікацію параметрів розробленої моделі з використанням числових методів оптимізації. Ідентифікація проводилася в два етапи. На першому етапі отримано приблизні оцінки значень параметрів. На другому – відбувалося їх уточнення через розв'язання оптимізаційного завдання по зменшенню відхилення експериментальних і розрахункових даних.

«Процедура оптимізації дозволяє отримувати фізично обґрунтовані значення параметрів моделі. Після її реалізації відповідність числових та експериментальних даних наблизилася до одного відсотка, що підтверджує точність і коректність процедури. Перевага запропонованого способу полягає в можливості проведення ідентифікації лише з використанням експериментальних діаграм деформування у разі відсутності додаткових даних про структуру», – коментує Нікіта Кондратєв, кандидат фізико-математичних наук, завідувач лабораторією багаторівневого моделювання конструкційних і функціональних матеріалів ПНІПУ.

Дослідження вчених ПНІПУ дозволить найбільш коректно прогнозувати зміну структури та властивостей матеріалу в результаті термомеханічної обробки. Це дає можливість проектувати функціональні матеріали та деталі з них з оптимальними для експлуатації характеристиками і знизить ризики виробництва неякісних виробів.