Исследование ученых опубликовано в журнале «Дефектоскопия», 2022. Работа выполнена при поддержке Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
Математическая модель, разработанная пермскими учеными, построена на результатах предыдущих работ. Ранее политехники создали модель формирования сигнала излучения при взаимодействии луча и проволоки. Полученная зависимость выражена интегралом от кусочно-заданной функции. Его нахождение является сложной вычислительной задачей, что делает использование результата на практике затруднительным. Для решения этой проблемы ученые нашли приближенное представление для интегрального выражения в простом виде. Результаты позволили корректировать положение электронного луча с помощью сигналов датчиков, оценить погрешность и увеличить точность моделирования.Актуальной проблемой процесса электронно-лучевой наплавки проволочным материалом является сохранение центра осцилляции электронного пучка и центра присадочной проволоки на одной оси. Точность позиционирования пучка относительно проволоки значительно влияет на процесс наплавки и, как следствие, на качество изделия, – рассказывает доктор технических наук, проректор по разработкам и инновациям, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ Дмитрий Трушников.
Результаты пермских ученых позволят использовать математическую модель в связке с быстродействующими микроконтроллерами. На основе этого можно создать системы оперативного управления, которые улучшат качество наплавляемых изделий.Для нахождения численного решения необходимо время и ресурсы вычислительных систем. Построенная модель позволяет получить необходимую информацию о положении электронного пучка с минимальными затратами вычислительных ресурсов, с наперед заданной точностью за минимальное время. Для большинства задач будет достаточно первого приближения, а для увеличения точности можно использовать полученную формулу в более полном виде, – рассказывает кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики ПНИПУ Елена Кротова.
Сейчас ученые активно работают над внедрением разработки в производство.В дальнейшем наша работа поспособствует разработке системы автоматического управления величиной отклонения электронного пучка относительно наплавляемой проволоки. То есть, появится возможность решать более широкий класс задач – увеличить множество геометрических форм и механических свойств валиков, – добавляет аспирант ПНИПУ Сергей Стариков.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель – формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60% –региональные университеты.