Повысить точность изготовления деталей авиадвигателей из титановых и алюминиевых сплавов позволит математическая модель, разработанная учеными Омского политеха. Уникальная разработка поможет снизить количество брака, повысить производительность производства и сделать авиаперевозки более доступными и безопасными, считают авторы.
Производители авиационной техники постоянно борются за снижение массы деталей, рассказали ученые Омского государственного технического университета. С одной стороны, для этого можно сделать стенки изделий более тонкими, но это приводит к снижению их жесткости, короблению и потере заданной формы. С другой стороны, можно снизить массу деталей, таких как диски, крыльчатки, лопатки, кольца, фланцы и другие, за счет использования легких, но прочных материалов, например, титановых и алюминиевых сплавов, считают исследователи. В то же время при производстве этих изделий из-за их малой жесткости и высокой сложности обработки материалов значительная часть продукции идет в брак. Из-за этого приходилось снижать скорость обработки, что увеличивало время производства.
Ученые ОмГТУ нашли способ уменьшить количество бракованных деталей самолетов без снижения производительности. Чтобы обрабатывать их быстрее, не жертвуя качеством, потребовалось учесть все факторы, которые влияют на точность обработки: силы резания, силы закрепления и остаточные напряжения в материале.
«Экспериментальные исследования с использованием специальных образцов показали, что методику прогнозирования погрешностей можно использовать на этапе технологической подготовки производства. Расхождение между расчетными значениями погрешности и значениями, полученными в ходе экспериментальных исследований, не превышали 10%. Наша модель позволяет достаточно точно прогнозировать возможную погрешность обработки и заранее вносить необходимые коррективы при изготовлении деталей», – рассказал доцент кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ Григорий Нестеренко.
В будущем ученые планируют с помощью разработанной математической модели и пакетов прикладных программ произвести визуализацию процессов изменения формы и размеров нежестких деталей и произвести качественную и количественную оценку возникающих погрешностей. Это позволит исключить брак на этапе подготовки производства. Визуализация процесса позволит выявить элементы дисков, которые в большей степени подвержены короблению и потере формы.