Уникальный способ оценки выносливости конструкций из популярного авиационно-космического сплава предложили ученые ОмГТУ. По их словам, новая методика позволит заменить многолетние дорогостоящие испытания простой процедурой длиной в несколько дней. Результаты опубликованы в журнале «Омский научный вестник».
АМг6 – алюминиево-магниевый деформируемый сплав с хорошей коррозионной стойкостью и пластичностью. Как объяснили специалисты, он широко используется в авиакосмической промышленности. Например, из него изготовлены корпусы модулей МКС и топливные баки ракет.
При эксплуатации орбитальных объектов и в некоторых других ситуациях возможно разрушение АМг6, причиной чего, как считают ученые, может быть постоянный перепад температур. Так, в 2020 году космонавты обнаружили несквозные трещины в некоторых модулях МКС, вызванные постоянным пребыванием в условиях суточных колебаний от -150 до +150 °C.Команда ученых Омского государственного технического университета предложила уникальную методику оценки выносливости конструкций из АМг6 при подобных нагрузках. По их словам, она позволяет всего за несколько дней проводить оценку изделий, рассчитанных на многолетнее использование.
«»По разработанной нами методике можно определить число циклов температурного нагружения конструкции орбитального объекта в большом диапазоне отрицательных и положительных температур до момента появления трещин и его разгерметизации. Это позволит точно рассчитать срок жизни орбитального объекта», – рассказал доцент кафедры машиноведения ОмГТУ Иван Лесняк.
Как объяснили ученые, методика основана на использовании математической модели, которая позволяет прогнозировать выносливость сплава при длительных воздействиях на основе данных кратковременных знакопеременных температурных нагружений и стандартных механических испытаний.
«Существующие аналоги нашей методики предполагают многолетние эксперименты в условиях, максимально приближенных к реальным, а это очень трудоемко и требует значительных затрат энергии на нагрев и охлаждение конструкции. В рамках такого подхода испытания на выносливость материала АМг6, например для модулей МКС, должны были бы длиться около 20 лет», – добавил Лесняк.
В перспективе, подчеркнул ученый, новую методику можно адаптировать и для других металлов. В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить теоретико-экспериментальные исследования выносливости АМг6 и других сплавов с учетом различных параметров эксплуатации.
Исследование выполнено в рамках стратегического проекта ОмГТУ «Безопасный космос» программы «Приоритет-2030».
Обсуждение