Ученые Омского государственного технического университета (ОмГТУ) разработали инновационную математическую модель, которая обещает революционизировать производство деталей авиадвигателей из титановых и алюминиевых сплавов.
Как сообщает РИА Новости, эта модель направлена на повышение точности изготовления, что в свою очередь может привести к значительному снижению количества бракованных деталей, увеличению производительности и, в конечном итоге, сделать авиаперевозки более доступными и безопасными.
Авиационная промышленность постоянно стремится к снижению массы деталей, что является ключевым фактором в повышении эффективности летательных аппаратов. Традиционно это достигалось двумя способами: уменьшением толщины стенок деталей или использованием более легких материалов. Однако оба эти подхода имеют свои недостатки. Уменьшение толщины стенок может привести к снижению жесткости деталей, их короблению и потере заданной формы. С другой стороны, использование легких, но прочных материалов, таких как титановые и алюминиевые сплавы, сопряжено с трудностями в обработке, что часто приводит к увеличению количества брака.
Новая математическая модель, разработанная учеными ОмГТУ, учитывает все ключевые факторы, влияющие на точность обработки: силы резания, силы закрепления и остаточные напряжения в материале. Это позволяет рассчитать оптимальные режимы обработки для каждой конкретной детали, что значительно снижает вероятность брака при сохранении высокой производительности.
Григорий Нестеренко, доцент кафедры "Гидромеханика и транспортные машины" ОмГТУ, подчеркивает уникальность разработки. В отличие от других исследовательских групп, которые часто фокусируются на обработке небольших деталей или учитывают лишь ограниченное количество факторов, модель ОмГТУ предлагает более комплексный подход. Она учитывает все основные силы и напряжения, возникающие в процессе обработки, что позволяет более точно описать и предсказать поведение материала.
Экспериментальные исследования подтвердили эффективность новой методики. Расхождение между расчетными и экспериментальными значениями погрешности не превышало 10%, что является очень хорошим показателем для такого сложного процесса. Это означает, что модель может быть успешно применена на этапе технологической подготовки производства, позволяя заранее вносить необходимые коррективы и избегать потенциальных проблем.
В будущем ученые планируют расширить возможности своей разработки. Они намерены использовать математическую модель в сочетании с пакетами прикладных программ для визуализации процессов изменения формы и размеров нежестких деталей. Это позволит не только количественно оценить возникающие погрешности, но и качественно проанализировать процесс деформации. Такой подход даст возможность выявить элементы деталей, наиболее подверженные короблению и потере формы, что в свою очередь поможет оптимизировать конструкцию и технологию производства.
Повышение точности изготовления деталей авиадвигателей может иметь далеко идущие последствия для всей авиационной отрасли. Снижение количества брака приведет к уменьшению производственных затрат, что в конечном итоге может сделать авиаперевозки более доступными для широкого круга потребителей. Кроме того, повышение качества деталей напрямую влияет на безопасность полетов, что является первостепенной задачей в авиации.
