Аспирант ИРНИТУ Евгений Зеньков разработал новую методику испытания материалов в машиностроении

13 мая 2015 года//Наука

Аспирант Института архитектуры и строительства ИРНИТУ Евгений Зеньков разработал и внедряет в практику новый метод испытания материалов при сложном нагружении. Его проект получил грантовую поддержку по программе «УМНИК» (Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

По словам Е. Зенькова, в современном машиностроении наблюдается тенденция к увеличению нагруженности несущих элементов и деталей, что требует особого внимания при обеспечении их надежности и безопасности. Инженерам необходимо знать точные экспериментальные данные о прочности материалов. Для этого материалы подвергают ряду сложных испытаний (нагружений), одновременно в условиях кручения, растяжения и сжатия. В настоящее время для реализации сложных нагрузок применяются специальное двухпроводное оборудование. Это обстоятельство приводит к высокой стоимости и сложности самого процесса получения уточненных данных о прочности материала.

Кроме того, на результаты испытаний оказывает негативное влияние податливость приводных механизмов машины. Немаловажную роль играют и жесткие технологические требования к конструкции известных образцов: симметричность, соосность присоединительных частей.

Метод, предложенный Е. Зеньковым, заключается в использовании образца оригинальной формы, который испытывают на стандартном оборудовании с одним приводом. На основе предлагаемого метода Е. Зеньков разработал проект лабораторной установки для получения уточненной информации о прочности материала. Установка включает сам образец для механических испытаний, изготавливаемый из материала исследуемой конструкции, и опорных элементов, необходимых для достижения ожидаемого эффекта.

Кроме того, молодой ученый предложил методику расчета характеристик прочности материала при его сложном нагружении на основании измерения данных об однонаправленной нагрузке. Определение указанных характеристик проводится с применением численных математических моделей и данных, полученных в результате натурных испытаний. Также созданы конечно-элементные модели установки и получены зависимости степени сложного нагружения материала от основных геометрических параметров образца.

Предлагаемый Е. Зеньковым метод обладает большой технической значимостью и снижает себестоимость испытания в среднем до 30%. Затраты на одну серию испытаний на сложном оборудовании, как правило, доходит до 30 тысяч рублей. Использование нового способа обойдется не более чем в 20 тысяч рублей. Также уменьшаются стоимость изготовления образцов для испытаний в 1,3-1,5 раза и расходы на оборудование (в случае его отсутствия) в два раза. Еще одно важное преимущество изобретения состоит в том, что точность испытаний повышается в 1,2-1,5 раза за счет исключения дополнительных механизмов при передаче испытательного усилия.

По мнению Е. Зенькова, его разработка может заинтересовать учреждения науки, которые занимаются фундаментальными прикладными исследованиями. Второй сферой применения станет деятельность крупных производственных комплексов, специализирующихся на выпуске авиационной техники, в транспортном машиностроении. Также методика ориентирована на научно-исследовательские институты и конструкторские бюро, где проектируют и сертифицируют опасные производственные объекты.

На данный момент аспирант выполнил ряд теоретических исследований. В первый год после получения гранта программы «УМНИК» он намерен разработать конструкторскую документацию элементов лабораторной установки, изготовить серию опытных образцов и проверить погрешность метода на основе анализа деформированного состояния. В этот же период планируется провести экспериментальную апробацию установки в условиях квазистатического нагружения материала. Затем изобретатель займется проверкой работы метода и самой установки на одном из промышленных предприятий Иркутской области.

СПРАВКА: В 2015 году для участия в программе «УМНИК» была подана 71 заявка. Авторами разработок стали представители ИРНИТУ, БГУЭП, ИГУ, БГУ (Братск), ВСГУТУ (Улан-Удэ), СИФИБР СО РАН и ООО «Центр облачных технологий» (Бизнес инкубатор города Братска). В результате грантовую поддержку получили 10 проектов, включая шесть из ИРНИТУ. Имена победителей были объявлены 27 апреля в Технопарке университета в рамках III межрегиональной научно-практической конференции «Молодые инноваторы Байкальского региона».

Ольга Балабанова
Фото из архива руководства Технопарка ИРНИТУ и автора разработки


Вернуться