Пермские ученые нашли способ для качественного создания деталей из металла

Разработчики Пермского национального исследовательского политехнического университета создали математическую модель, которая позволит наиболее эффективно и качественно изготавливать новые металлические детали, сообщили в министерстве образования и науки региона. Разработка проводилась согласно целям нацпроекта «Наука и университеты».

В работе также приняли участие специалисты Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук и исследователи из Автономного университета Коауила (Сальтильо, Мексика). Результаты исследования ученые представили в журнале «Вестник ПНИПУ. Механика».

Реализация предложенной математической модели в виде программного обеспечения позволит рассчитывать оптимальные параметры процесса проволочной наплавки. Прямых аналогов продукта нет в России и за рубежом. Итоговый программный комплекс обеспечит импортозамещение зарубежных программ, что позволит создавать новые металлические изделия гораздо быстрее и дешевле, обеспечив технологический суверенитет страны. В частности, послойная проволочная наплавка позволяет получать различные крупногабаритные изделия для авиастроения.

«С помощью серии численных экспериментов со сталью мы определили, как поверхностное натяжение расплава зависит от скорости воздействия вибраций. Удалось выявить, что при вибрации со скоростью 2 м/с поверхностное натяжение снижается на 30%. Это обеспечивает непрерывное стекание металла с проволоки и улучшает качество наплавляемого изделия. А использование метода гидродинамики сглаженных частиц повышает производительность вычислений и позволяет напрямую моделировать вибрационные воздействия», — рассказал руководитель проекта, профессор кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов» Пермского Политеха, доктор технических наук, проректор по разработкам и инновациям Дмитрий Трушников.

По словам исследователей, разработанная математическая модель позволяет изучать влияние вибрации на натяжение различных жидкостей, в том числе жидких материалов. Это помогает определить оптимальные параметры производства при минимальном количестве натурных экспериментов. Разработка сможет улучшить качество важных изделий, сократить время их производства и снизить стоимость изготовления.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.