 |
Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации гибки стальных листов
В строительстве часто используют холодную гибку: металлу под давлением придают определенную форму без применения высоких температур. Однако если неправильно задать условия процесса, то можно получить некачественную деталь. Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации этого метода, что поможет подобрать лучшие режимы изготовления.
Гибка металла обычно используется в строительстве для создания каркасов зданий и мостов, трубопроводов, кровельных материалов крыш и отделке фасадов. В автомобильной промышленности так производят, например, выхлопные трубы и компоненты подвески, а в аэрокосмической отрасли – крылья и части фюзеляжей. Холодная гибка листов – это относительно экономичный процесс, при котором материалу под давлением придают определенную форму без применения высоких температур. Однако если некорректно задать условия процесса, то можно получить деталь с плохими прочностными характеристиками. Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации холодной гибки металлических листов. Она позволит прогнозировать изменения в структуре материала и поможет подобрать наилучшие режимы изготовления изделий.
Статьи опубликованы в журналах «Metals» № 13, 2023 год и «Russian Physics Journal» № 10, т. 67, 2024. Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации нацпроекта «Наука и университеты» (в рамках выполнения госзадания, проекты № FSNM-2021-0012 и № FSNM-2024-0002).
Холодную гибку проводят, как правило, при комнатной температуре без предварительного нагрева. Это относительно быстрый и экономичный способ превратить лист металла в функциональное изделие нужной формы и размера. При этом оно будет иметь беспористую мелкозернистую микроструктуру, которая обеспечивает повышенную прочность. Это важно для ответственных изделий, таких как трубопроводы и авиадетали.
Для оптимизации методов холодной гибки и для разработки новых технологий эффективным инструментом является многоуровневое математическое моделирование. С его помощью описывается изменение внутренней структуры металла на нескольких масштабных уровнях. Это позволяет прогнозировать получаемые свойства материала.
– При интенсивном неупругом деформировании действует множество механизмов, роль которых меняется в зависимости от различных факторов – температуры, скорости и типа воздействий, исходного состава материала. При комнатной температуре одним из ключевых механизмов становится измельчение зеренной структуры металла, в ходе которого образуются новые зерна меньшего размера за счет относительных разворотов частей исходного зерна. Это улучшает прочность готовых изделий, – объясняет Алексей Швейкин, ведущий научный сотрудник лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ, доктор физико-математических наук.
Ученые Пермского Политеха разработали многоуровневую модель, которая описывает процесс измельчения зерен при деформации, помогает детально проанализировать закономерности изменения микроструктуры металла и улучшить эксплуатационные характеристики будущих изделий.
– Мы провели моделирование холодной гибки листа из стали и произвели расчеты процесса при различных условиях. В результате определены оптимальное расположение роликов станка и скорость подачи металлического листа – это те параметры, которые обеспечивают наименьший размер зерен и более высокий предел текучести материала, – комментирует Кирилл Романов, аспирант и ассистент кафедры «Математическое моделирование систем и процессов», младший научный сотрудник лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ.
Модель ученых Пермского Политеха важна для оптимизации технологий производства и обработки металлических заготовок. Вычислительный эксперимент демонстрирует возможности управления параметрами процесса для получения наилучших характеристик материала. Исследование позволит дать рекомендации технологам по подбору режимов обработки для получения более прочных изделий.
Контактное лицо: Лидия Попова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 04:36, 12.12.2024
Количество просмотров: 673
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха нашли способ улучшить качество бумаги и картона, ПНИПУ, 22:45, 17.07.2026, Россия |
446 |
| Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали систему, которая диагностирует состояние воды в реальном времени. Это позволит в несколько раз быстрее отслеживать ухудшение ее качества и оперативно реагировать на него, сокращая убытки предприятий и снижая себестоимость товаров. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал о «горизонтальном» июльском звездопаде, ПНИПУ, 22:02, 17.07.2026, Россия |
44 |
| С середины июля до конца августа россияне смогут наблюдать звездопад Южные дельта-Аквариды. В ночь на 31 июля ожидается до 25 метеоров в час. Эти метеоры летят почти горизонтально, их называют «пасущимися». Ученый Пермского Политеха объяснил, почему поток стабилен, как на него влияет Юпитер и откуда желтоватый след. |
|
| Улучшает иммунитет, пищеварение и защищает от инсульта: ученый Пермского Политеха назвал 7 причин разрешать себе лениться, ПНИПУ, 22:13, 14.07.2026, Россия |
274 |
| 15 июля отмечается День русской лени. Ученый ПНИПУ рассказал, как она помогает очищать мозг от токсинов, восстанавливать оболочку нервов, повышать иммунитет, улучшать пищеварение, предотвращает образование тромбов, увеличивает фазу медленного сна и поднимает мотивацию, а также чем здоровая лень отличается от вредной. |
|
| Ученый Пермского Политеха объяснил, почему мы испытываем симптомы акклиматизации, даже не покидая родной город, ПНИПУ, 21:26, 14.07.2026, Россия |
52 |
| Резкие перепады температуры могут вызывать у человека симптомы, сходные с теми, что возникают при смене климатической зоны. Ученый ПНИПУ рассказал, что происходит с организмом при температурных контрастах, какие привычные средства самопомощи только вредят и почему самочувствие может ухудшиться уже после нормализации. |
|
|
|
