Ученые лаборатории свойств веществ в экстремальных состояниях ТГУ разработают первую в мире универсальную методику для прогнозирования поведения различных сплавов на основе магния и титана при динамических нагрузках в широком диапазоне температур. Это позволит значительно ускорить и удешевить создание новых сплавов повышенной прочности для авиакосмической и медицинской отраслей, а также предотвратить ошибки при проектировании изделий из этих материалов.
Сплавы на основе титана и магния являются легкими и надежными, благодаря чему считаются перспективными для техники следующего поколения. Эти сплавы уже сейчас используются в автомобиле- и авиастроении, космической отрасли, даже для производства корпусов популярных легких ноутбуков. Однако для успешной эксплуатации этих материалов необходимо знать, как они будут вести себя в широком диапазоне нагружения, поскольку нагрузки могут значительно снижать их прочность.
– При проектировании новой техники очень важно иметь достоверный прогноз поведения сплавов, чтобы избежать риска разрушения изготовленных из них деталей, однако в настоящее время универсальная экспериментальная методика для этого отсутствует, – пояснил руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории Владимир Скрипняк.
Он подчеркнул, что сегодня исследования механических свойств отдельных марок легких сплавов являются трудоемкими и ресурсоемкими. Универсальная методика могла бы ускорить и удешевить процесс внедрения перспективных сплавов на основе титана и магния в производство.
В рамках проекта ученые ТГУ в течение трех лет создадут широкодиапазонную модель, которая позволит описывать механическое поведение легких сплавов с повышенной точностью, учитывая общие закономерности деформирования этого класса материалов. Для этого ученые, в том числе, будут проводить экспериментальные испытания сплавов на специальном оборудовании университета, а затем исследовать изменения их свойств на разных масштабных уровнях.
– Использование широкодиапазонной модели в будущем позволит уменьшить коэффициент запаса прочности, который завышает размеры и массу деталей, – добавил Владимир Скрипняк. – Кроме того, понимание закономерностей изменения структуры, деформации и разрушения позволит выработать рекомендации для создания новых сплавов с повышенными прочностными свойствами.
Добавим, исследование поддержано грантом президента РФ в размере 1,2 млн рублей.