Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Σαμάρα ανέπτυξαν μια μέθοδο για την ακριβή πρόβλεψη της κατανομής των τάσεων και των παραμορφώσεων σε διαδικασίες κάμψης υλικών. Σύμφωνα με την ομάδα, το αναλυτικό μοντέλο που δημιούργησαν επικυρώθηκε πειραματικά χρησιμοποιώντας δείγματα κράματος αλουμινίου.
Η καινοτομία αυτή θα βοηθήσει στη βελτιστοποίηση των διαδικασιών κάμψης λαμαρίνας και θα βελτιώσει την ποιότητα των βιομηχανικών προϊόντων. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο επιστημονικό περιοδικό Technologies.
Οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα ολοκληρωμένο μαθηματικό μοντέλο που μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο τα μεταλλικά φύλλα θα μεταβληθούν κατά τη διάρκεια βιομηχανικών διαδικασιών κάμψης, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική κατασκευή.
Όπως δήλωσε ο Alexander Kuzin, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Μεταλλικής Διαμόρφωσης του Πανεπιστημίου Samara:
Το μοντέλο μας λαμβάνει υπόψη την πλαστική ανισοτροπία των ιδιοτήτων του υλικού και την σκλήρυνση του τεμαχίου λόγω παραμόρφωσης. Θα βοηθήσει τους κατασκευαστές να κάνουν πιο ακριβείς προβλέψεις σχετικά με την εμφάνιση των προϊόντων τους και ακόμη και να βελτιστοποιήσουν τις διαδικασίες παραγωγής.
Σύμφωνα με τον Kuzin, το νέο μοντέλο θα βοηθήσει τους μηχανικούς στη βελτιστοποίηση των παραμέτρων κάμψης για διάφορες ποιότητες υλικών φύλλων. Αυτό θα αυξήσει την αποδοτικότητα της παραγωγής, θα βελτιώσει την ποιότητα των προϊόντων και θα μειώσει την ποσότητα ελαττωματικής παραγωγής.
Εξήγησε περαιτέρω ότι:
Η έρευνά μας θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως βάση για την ανάπτυξη νέων υλικών με μοναδικές ιδιότητες που απαιτούν εξειδικευμένες τεχνολογίες επεξεργασίας. Επιπλέον, η βελτιστοποιημένη διαδικασία κάμψης που αναπτύξαμε θα μπορούσε να συμβάλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και στη μείωση των επιβλαβών εκπομπών στο περιβάλλον. Το συνολικό οικονομικό όφελος για μια μεγάλη επιχείρηση θα μπορούσε να φτάσει τα 3,5-5 εκατομμύρια ρούβλια ετησίως.
Η προσέγγιση της ομάδας του Πανεπιστημίου της Σαμάρα διαφέρει από τα υπάρχοντα μοντέλα ενσωματώνοντας μια ολοκληρωμένη μέθοδο που λαμβάνει υπόψη πολλαπλούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία κάμψης λαμαρίνας. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτό επιτρέπει ακριβέστερες προβλέψεις και βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής σε υψηλότερο επίπεδο σε σύγκριση με προηγούμενα μοντέλα.
«Εκτός από τους θεωρητικούς υπολογισμούς, πραγματοποιήσαμε πειραματική επικύρωση των αποτελεσμάτων μας. Αυτό ενισχύει την αξιοπιστία και τον ρεαλισμό των μοντέλων που αναπτύξαμε», τόνισε ο Kuzin.
Στο μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεχίσουν να βελτιώνουν και να βελτιώνουν τις διαδικασίες διαμόρφωσης μετάλλων και να ενσωματώνουν τα μοντέλα τους σε σύγχρονο βιομηχανικό εξοπλισμό. Στόχος τους είναι επίσης να ενσωματώσουν τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης και να αναπτύξουν ψηφιακά δίδυμα για τη μαθηματική επικύρωση βιομηχανικών διαδικασιών.
Η έρευνα διεξήχθη στο πλαίσιο ενός χρηματοδοτούμενου από την κυβέρνηση έργου, αριθ. FSSS-2023-007, με τίτλο «Ανάπτυξη μεθόδων σχεδιασμού, επιστημονικών και τεχνικών θεμελίων παραγωγής και αρχών διαχείρισης και λειτουργίας για αεροδιαστημικά συστήματα πολλαπλών επιπέδων για την τηλεπισκόπηση της Γης επόμενης γενιάς».
