Ученые России создали цифровую модель термомеханической обработки материалов
Новая компьютерная модель экономит время и ресурсы
Ученые Пермского политехнического университета разработали компьютерную модель, которая позволяет точно прогнозировать, как изменится внутренняя структура и прочность металлов в процессе промышленной обработки. Эта разработка поможет российским машиностроительным предприятиям создавать более надежные и долговечные детали для самолетов, автомобилей и другой техники, оптимизируя производственные циклы и сокращая затраты.
Металлы и сплавы, особенно алюминиевые, широко используются в ответственных отраслях благодаря сочетанию легкости и прочности. Однако при ковке или прокатке их внутренняя кристаллическая структура деформируется, что может привести к снижению ключевых характеристик готовых изделий. Традиционные методы контроля либо требуют разрушения образцов, либо очень дороги, а существующие компьютерные аналоги либо неточны, либо слишком сложны для применения на реальном производстве.
Разработанная в Перми модель решает эту проблему. Она качественно и количественно описывает поведение материала не только при постоянных, но и при меняющихся температуре и скорости обработки, что характерно для большинства реальных технологических процессов.
От метода «проб и ошибок» к точному прогнозированию
Модель работает как «цифровой микроскоп», позволяя инженерам виртуально анализировать, как кристаллическая структура материала реагирует на различные воздействия, и прогнозировать итоговые механические свойства, такие как предел текучести. Это критически важно, например, при производстве элементов каркаса и обшивки кузовов, где высокая прочность напрямую влияет на грузоподъёмность и эксплуатационные расходы.
Внедрение этого инструмента в цикл цифрового проектирования позволяет перейти от дорогостоящего метода «проб и ошибок» к точному прогнозированию, создавая детали с улучшенными характеристиками. Ученые уже работают над расширением разработки для моделирования сверхпластического формования — сложной технологии, позволяющей создавать детали сложной формы с минимальным количеством швов.
