Ученые кафедры проектирования технологических машин Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработали метод, позволяющий ускоренно и без испытаний с разрушением определить предельное напряженно-деформированное состояние данного материала, применяемого в авиации. Применение метода позволит бороться с усталостным напряжением материала, вовремя определять, когда он приходит в негодность, тем самым ликвидируя создаваемую опасность.
Актуальность проекта обусловлена необходимостью оценки материалов, применяемых в авиации, поскольку анализ всех видов разрушений показывает, что 80—90% преждевременных разрушений связаны с процессами усталости.
Усталость — процесс накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к деградации свойств, образованию и развитию трещин и разрушению. Из-за усталостного напряжения произошла катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС летом 2009 года — в результате разрушения от усталости шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата. Еще одна крупная катастрофа произошла в июне 1998 года на железной дороге: поезд с 287 пассажирами, следовавший из Мюнхена в Гамбург со скоростью 200 км/ч, превратился в груду металла в результате усталостного разрушения бандажа колеса.
В авиационной отрасли проблема стоит еще острее, поскольку при разрушении части самолета в воздухе у пассажиров и экипажа практически нет шансов выжить. Из-за отсутствия сегодня методик оценки деградации материала авиаконструкторы вынуждены проводить долгие разрушающие испытания. В России для авиации и космонавтики классические испытания на усталость ведут институты ЦАГИ и СибНИА. Основной недостаток таких испытаний — высокая трудоемкость (разрушение значительного числа образцов), большая продолжительность (годы испытаний) и высокие финансовые затраты.
Другая важная проблема, которую помогает решить метод, — фундаментальная. Именно таким образом можно добиться понимания самой природы усталостного разрушения.
Многолетнее исследование, поддержанное грантом РФФИ, помогло разработать метод, который может стать альтернативой классическим испытаниям. «Обеспечена повторяемость и воспроизводимость результатов в исследовании. То есть результаты нашего метода можно получать на аналогичных машинах в любой стране мира! Благодаря разработанному методу нам удалось внести значительный вклад в прикладную науку. Основы ускоренного метода исследования деградации материала позволяют, не разрушая материал, охарактеризовать его сопротивление усталости. Причем мы не просто развили основы этого метода с позиций механики сплошной среды, но и заглянули в структуру материала», — рассказал доцент кафедры проектирования технологических машин, канд. техн. наук Кирилл Захарченко.
Эффективность метода подтверждена на установке Instron. За годы работы учеными было испытано множество разных марок алюминиевых и титановых сплавов, а также стали. В параметрах испытаний учитывается влияние эксплуатационно-технологических факторов, а также тот факт, что в последние годы увеличилось количество марок материалов, применяемых в авиации. За время работы методы исследования стали глубже — добавились применение рентгеноструктурного анализа и анализ микроструктуры поверхности. Все это позволило поставить временную точку и собрать результаты воедино в виде законченной работы.
«Мы начали процесс внедрения нашей методики в авиапромышленность. Так, под моим личным руководством выполнен проект совместно с ПАО «Компания «Сухой» «ОКБ Сухого» — «Отработка режимов технологического процесса изготовления панелей (формообразованием заготовки) изделия Т-50 из сплавов В95очТ2 и В-1461Т1» в 2017 году. В этом проекте успешно применен наш метод ускоренной оценки влияния эксплуатационно-технологических факторов на сопротивление металлов усталостному разрушению. В процессе развития данного метода был получен неожиданный интересный результат о влиянии циклической составляющей на формообразование плит в режиме ползучести. В этом году получен патент на изобретение», — пояснил Захарченко.
Сервис «Комментарии» - это возможность для всех наших читателей дополнить опубликованный на сайте материал фактами или выразить свое мнение по затрагиваемой материалом теме.
Редакция Информио.ру оставляет за собой право удалить комментарий пользователя без предупреждения и объяснения причин. Однако этого, скорее всего, не произойдет, если Вы будете придерживаться следующих правил:
Претензии к качеству материалов, заголовкам, работе журналистов и СМИ в целом присылайте на адрес
Информация доступна только для зарегистрированных пользователей.
Уважаемые коллеги. Убедительная просьба быть внимательнее при оформлении заявки. На основании заполненной формы оформляется электронное свидетельство. В случае неверно указанных данных организация ответственности не несёт.