Инженеры РУДН указали на неточность в теории металлоформовки и предложили новый подход

Инженеры РУДН указали на неточность в теории металлоформовки и предложили новый подход

Инженеры РУДН показали, что теоретические расчеты, которые традиционно применяются для описания сжатия металлических заготовок, не учитывают важное свойство материалов. Ученые предложили новый подход, который учел недостающее свойство и показал, что итоговый результат в таком случае меняется на 15-20%. Исследование опубликовано в журнале Materials.

Нужные детали получают с помощью обработки металлов давлением. К этому технологическому процессу относятся, например, прокатка, прессование, штамповка, а также осадка металлических цилиндров — сжатие их между плоскими пластинами. Практическое применение осадки сопровождается теоретическими моделями, однако они основаны на изначально неверном допущении. Обычно предполагается, что свойства материала изотропны, то есть одинаковы во всех направлениях. В действительности это не так — свойства анизотропны. Инженеры РУДН предложили новый подход к теоретическим расчетам и показали, что учет анизотропии значительно влияет на осадку цилиндра.

«Анализ осадки металлического цилиндра обычно основывается на изотропных моделях. Есть исключение, в котором рассматривается полый цилиндр. Однако там игнорируется режим прилипания. Поэтому его практическая ценность также сомнительна. Нашей целью было на простом примере продемонстрировать, что анизотропия, распространенное свойство металлических материалов, не должна игнорироваться для процессов обработки металлов давлением», — доктор технических наук Сергей Александров, профессор департамента строительства РУДН.

Исследователи рассмотрели задачу, в которой целый металлический цилиндр зажимается двумя параллельными пластинами. Задана скорость, с которой движутся пластины, известны размеры цилиндра. Считается, что физические свойства цилиндра ортотропны, то есть различаются по трем перпендикулярным направлениям. За основу теоретического анализа инженеры РУДН взяли теорему о верхней оценке. Для расчетов также применили критерий разрушения Мизеса-Хилла, который связывает между собой напряжения вдоль разных осей в определенной комбинации.

Инженеры РУДН проверили теоретические выкладки на численных примерах — четырех материалах с разными анизотропиями. Результаты показали, что учет анизотропии влияет на силу, которую необходимо применить, чтобы осадить цилиндр. Причем как в меньшую, так и в большую сторону. Разница в силе составила 15-20%. Это объясняется тем, что из-за анизотропии внутри цилиндра возникают области, которые по-разному взаимодействуют друг с другом — трутся, прилипают.

«Отличительная особенность решения в том, что учитывается пластическая анизотропия и наличие жесткой области. Существование жесткой области автоматически означает, что существует область трения. Можно сделать вывод, что пластическая анизотропия влияет на предельную нагрузку, необходимую для деформации образца. Она может увеличить или уменьшить предельную нагрузку по сравнению с изотропным случаем», — доктор технических наук Сергей Александров, профессор департамента строительства РУДН.

Исследование опубликовано в журнале Materials.

Новости
Все новости
Наука
10 июня
Учёный РУДН: Африка делает ставку на малые модульные реакторы для решения энергетических проблем

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), потребление электроэнергии в Африке за последние два года (2020–2022) выросло более чем на 100%. Однако 74,9% этой энергии по-прежнему производится за счет сжигания органического топлива — природного газа, угля и нефти. При этом уровень электрификации на континенте остается крайне низким — всего 24%, тогда как в других развивающихся странах он достигает 40%. Даже в подключенных к сети районах электроснабжение часто ненадежно: промышленные предприятия теряют энергию в среднем 56 дней в году.

Наука
9 июня
Исследование ученых РУДН взяло «серебро» на конгрессе по фармакотерапии

В Москве прошёл III Российский конгресс «Безопасность фармакотерапии 360°: Noli nocere!» Мероприятие посвящено актуальным вопросам лекарственной безопасности, фармаконадзора и персонализированной медицины.

Наука
6 июня
Медик РУДН взяла «бронзу» на Бурденовском научном конгрессе за исследование о методах обследования спортсменов

В Воронеже завершился XXI Международный Бурденковский научный конгресс, посвященный 80-летию Победы в Великой Отечественной войне и единству в борьбе с нацизмом. В ходе конгресса экспертные комиссии заслушали 918 докладов из 36 регионов России и 6 стран ближнего и дальнего зарубежья. О спорте и медицине, а также об основных методах диагностики спортсменов — рассказывает Кира Филимоненко, студентка медицинского института РУДН («Лечебное дело», II курс), которая заняла III место на конгрессе за исследование.