Теоретические и экспериментальные исследования в области получения и обработки перспективных металлических и композиционных материалов на основе алюминиевых и титановых сплавов

"Объект исследования: Перспективные материалы на основе алюминиевых и титановых сплавов с повышенным уровнем эксплуатационных характеристик и надежности, разрабатываемые для применения в высокотехнологичных отраслях промышленности. Цель НИР: Разработка новых методов получения и обработки перспективных материалов на основе алюминиевых и титановых сплавов с повышенным уровнем эксплуатационных характеристик и надежности, для применения в высокотехнологичных отраслях промышленности, в том числе, с привлечением методов физического моделирования и аддитивных технологий Задачи НИР: 1. Разработка методов аналитического и численного-аналитического решения прикладных задач для создания модулей экспресс-анализа процессов трехмерной печати изделий, в том числе, с использованием 1) метода анализа заполняемости и оценки пористости, включающий автоматизированный контроль управляющих программ, на предмет заполнения слоя и всей модели с целью оценки и управления пористостью; 2) метода оценки шероховатости и расчета припусков, включающий наличие программных инструментов для предиктивной оценки качества поверхности; 3) метода расчета припусков, включающий разработку инструментов технолога по заданию значений припусков электронной модели с целью компенсации при постобработке; 4) метода автоматизированной проверки технологических режимов, предлагаемых технологом для реализации печати. 2. Построение релевантных физических моделей для оценки тепловых и термомеханических процессов, реализующихся в процессе печати, а также для получения оценок о зависимости механических и тепловых характеристик материалов от режимов печати, направления печати, а также используемого сырья. Моделирование объектов исследований в системах Ansys и Comsol, с учетом механических и тепловых характеристик, полученных в первом году работы. Испытание изготовленных типовых деталей и образцов. Сравнение численного моделирования и разработанного математического аппарата с экспериментальными результатами с учетом режимов печати, направления печати, а также используемого сырья. Оценка возможности алгоритмизации предварительного выбора режимов печати для получения изделий с требуемыми характеристиками. 3. Разработка методов моделирования и проведение расчетов механического поведения элементов конструкций, получаемых методами аддитивных технологий, в условиях экстремальных воздействий, связанных, в частности, с нестационарным высокоскоростным деформированием в условиях ударных нагрузок и контактного взаимодействия. 4. Создание новых металл-полимерных композиционных материалов, состоящих из полимерной матрицы (углепластик, полиэтилен низкого давления и силиконовая резина), армированных проволокой из никелида титана, обладающего эффектом запоминания формы и сверхупругостью. Изучение закономерностей механического поведения функциональных композиционных материалов. Разработка новой методики испытания функциональных композиционных материалов (ФКМ). Изучение уровня остаточных напряжений в образцах из сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V), полученных по аддитивным технологиям, а также влияние химико-термической обработки на комплекс механических и функциональных свойств.