Научный доклад директора СКТБ "Наука" д.т.н. проф. В.В. Москвичева

На заседании Президиума СО РАН 15 сентября 2011 года состоялся доклад директора  Специального конструкторско-технологического бюро «Наука» КНЦ СО РАН д.т.н., проф. Владимира Викторовича Москвичева  "Конструкционное материаловедение и нанопорошковые технологии в задачах безопасности технических систем".

Презентация доклада 
Часть1    Часть2     Часть3

Тезисы доклада

Достижения конструкционного материаловедения (физика прочности, теории прочности, механика деформирования и разрушения, металловедение, механика структурно-неоднородных материалов) являются основой решения проблем безопасности технических систем (ТС). Взаимосвязь требований к материалам, конструкциям и технологиям их производства предопределяют единые требования к безопасности ТС и необходимость решения прямых и обратных задач материаловедения. Прямые задачи - создание новых материалов с повышенными характеристиками механических свойств и трещиностойкости для определенного класса ТС. Обратные задачи - разработка материалов с заданными характеристиками структуры и свойств для перспективных и специальных по функциональному назначению ТС.В рамках данных постановок выполнены комплексные исследования структуры, характеристик механических свойств, трещиностойкости и предельных состояний ряда конструкционных материалов.

Обобщение результатов исследований

1. Классификация конструкционных материалов в связи с назначением технических систем, причин отказов и разрушений позволили выделить три группы предельных состояний материалов и элементов конструкций: основные, дополнительные и предельные состояния аварийных ситуаций.С целью идентификации предельных состояний разработаны экспериментальные и расчетные методы механики деформирования и разрушения, обеспечившие унификацию методов испытаний на трещиностойкость.
2. В связи с созданием техники и конструкций для Сибири и Крайнего Севера, проведены исследования сопротивления разрушению малоуглеродистых и низколегированных сталей с определением критических значений характеристик трещиностойкости и оценкой влияния температурного, геометрического и технологического факторов для различных условий нагружения. Представлены результаты системных исследований характеристик трещиностойкости сварных соединений и элементов конструкций. Выполнен анализ технологической дефектности сварных конструкций,определены функции распределения характеристик механических свойств итрещиностойкости, диаграммы циклической трещиностойкости различных зон сварных соединений. Разработан алгоритм, вычислительные технологии и программный комплекс, обеспечивающие на базе статистической информации реализацию концепции ресурсного проектирования сварных конструкций с построением расчетных кривых усталости, функций надежности, полных вероятностных диаграмм живучести и ресурсных поверхностей. Испытания сталей на сопротивление слоистому растрескиванию показали, что их классификация по величине относительного сужения в Z-направлении и процентному содержанию серы не позволяет идентифицировать склонность сталей к слоистому растрескиванию. Сформулированы требования по допускаемым значениям характеристик трещиностойкости для слоисто-хрупких и слоисто-вязких разрушений, определяемые по величине критической деформации в Z- направлении.
3. Исследованы структура, кинетика разрушения, характеристики механических свойств и трещиностойкости:
- переходных зон биметаллов различных композиций для оборудования химических производств и атомной энергетики;
- алюминиевых сплавов авиационной техники с формированием базы данных для практической реализации расчетов на трещиностойкость;
- бороалюминиевого композита  для ферменных конструкций космических аппаратов;
- конструкционной керамики  на  основе  оксида алюминия с использованием нанопорошков, полученных взрывным синтезом.
4. Разработаны и практически апробированы нанопорошковые технологии, обеспечивающие повышение качества изделий машиностроения (модифицирование алюминиевых деформируемых и литейных сплавов, технологии поверхностной обработки и окраски литейных форм).

Направления и задачи дальнейших исследований

1. Формирование критериальной базы, определяющей виды повреждений и разрушений, способов и методов механических испытаний конструкционных материалов различной физико-химической структуры.
2. Унификация и стандартизация критериальных характеристик механических свойств и трещиностоикости, методов их определения на лабораторных образцах, натурных изделиях.
3. Создание принципиально новых и совершенствование традиционных материалов с заданными характеристиками структуры и механических свойств.
4. Формирование банков данных расчетных параметров механических свойств для их использования при проектировании и эксплуатации машин, конструкций, сооружений и изделий широкого назначения.
5. Разработка алгоритмов многокритериального и многовариантного выбора конструкционных материалов для технических систем.

  страница 1 из 1