Лаборатория инновационных технологий и механики разрушения (10)

Научные результаты:

На первом году реализации проекта были получены следующие результаты:
- Исследована возможность аддитивного производства методом прямого лазерного выращивания из смеси «свариваемого» жаропрочного никелевого сплава Rene 41 и «несвариваемого» жаропрочного никелевого сплава Rene 80. Установлено, что использование градиентного перехода позволяет получать бездефектные состояния в том числе в «несвариваемом» сплаве Rene 80. Исследованы структуры и свойства полученного градиентного материала, в том числе - в переходных слоях. Показана возможность получения сопоставимых с Rene 80 прочностных свойств в смесях с 20 и 40% более дешевого и технологичного Rene 41.
- Исследовано поле остаточных напряжений, вызванных лазерным ударным упрочнением (ЛУУ), в трех металлических сплавах (никелевом сплаве Inconel 718, алюминиевом сплаве Д16, титановом сплаве ВТ6). Разработана и верифицирована математическая модель, рассматривающая лазерное упрочнение как механический процесс. Полученные результаты показали, что соотношение Джонсона-Кука и модель кинематического упрочнения лучше описывают экспериментальные данные, чем соотношение Зерилли-Армстронга, как в случае квазистатических, так и динамических испытаний.
- На основе данных, доступных в литературе, разработана численная модель для корреляции параметров процесса лазерной ударной деформации (ЛУД) и генерируемых деформаций в тонких пластинах из титанового сплава ВТ6 и алюминиевого сплава Д16. Исследовано два подхода: 1) создание конечно-элементной модели на базе Джонсона-Гука и 2) модели на базе машинного обучения из экспериментальных данных, доступных в литературе. Проанализирована зависимость параметров ЛУД и результирующих деформаций, ведущих к изгибу тонких пластин.
- На основе разработанной модели проведено численное моделирование эффекта основных технологических параметров (плотности энергии излучения, формы пятна, величины перекрытия, числа проходов) на процесс генерации остаточных напряжений. Определены параметры плотности излучения, обеспечивающие максимальный коэффициент доведения энергии до поверхности материала. На основе вычислительного эксперимента определены оптимальные параметры ЛУУ.