Физики ЧелГУ работают над усовершенствованием высокоскоростной обработки металлов

​Доцент кафедры общей и теоретической физики Полина Майер вместе с коллегами займётся построением реалистичных моделей материалов и их применением для расчёта высокоскоростной обработки металлов.

Сегодня эта задача — одна из наиболее актуальных. Полина Майер отмечает, что обработка металла резанием остаётся основным методом получения готовых изделий, в том числе в высокотехнологичных секторах экономики, таких как аэрокосмическая отрасль. Развитие технологий обработки металлов, повышение требований к скорости и точности резания, а также качеству обработанной поверхности стимулирует дальнейшее исследование задействованных физических и механических процессов, а в этом исследовании существенную роль играет численное моделирование. Оно также открывает широкие возможности для оптимизации параметров технологических процессов.

«Основой численного исследования является реалистичная модель, учитывающая наиболее существенные физические процессы, — рассказала Полина Майер. — При высокоскоростной обработке металлов определяющую роль играет пластическая деформация и разрушение материала. Точное и физически содержательное описание этих процессов могут дать модели с явным учётом микроструктуры и её эволюции в процессе деформации, развиваемые нашим коллективом. Ожидаем, что применение таких моделей даст качественный рост точности и информативности моделирования процессов резания».

Для любой численной модели важно выбрать оптимальные параметры, а коллектив проекта уже имеет наработки в применении методов машинного обучения для решения этой задачи. Модели материалов и методы их «обучения» были разработаны физиками ЧелГУ в рамках предыдущих проектов РНФ, теперь учёные будут применять их для конкретных практических задач.

Итогом исследования станет разработка пакета программ для трёхмерного моделирования и методик автоматизированной параметризации модели материала, что позволит создать единый комплекс для инженерных приложений.

Основные исполнители проекта — сотрудники кафедры общей и теоретической физики: доцент Полина Майер, заведующий Александр Майер, доцент Виктор Погорелко, заведующий учебной лабораторией Егор Родионов и аспирант Наталья Грачёва. Всего коллектив проекта включает 10 человек, в том числе студентов и аспирантов ЧелГУ.

Исследование уже получило поддержку Российского научного фонда по итогам конкурса по приоритетному направлению деятельности «Проведение фундаментальных и поисковых научных исследований отдельными научными группами» на сумму 7 млн рублей в год. Проект рассчитан на три года.