Освещены перспективы развития математического моделирования и информационных технологий в сварке и родственных процессах. Рассмотрены вопросы математического моделирования процессов взаимодействия металла с газами при дуговой сварке, моделирования комбинированных лазерно-плазменных процессов обработки материалов и устройств для их реализации, течения и структуры кристаллизации при дуговой сварке неплавящимся электродом в защитных газах. Приведены результаты исследования теплового баланса плазменно-порошковой наплавки. Изложены физические основы формирования соединения при сварке встык пластин из пенистого материала. Проведен конечноэлементный анализ кинетики температурных полей и деформации при термообработке соединительной балки. Описаны особенности транспорта водорода при подводной сварке плавлением конструкционных сталей. Значительное внимание уделено вопросам математического моделирования многопроходной дуговой сварки кольцевых швов толстостенных оболочек.

Освещены вопросы математического моделирования и информационных технологий в сварке и родственных технологиях. Осуществлено компьютерное моделирование гидродинамики и теплообмена при выращивании монокристалла кремния методом электронно-лучевой бестигельной зонной плавки, а также моделирование лазерной сварки засыпок из сферических металлических порошков. Предложены математическая модель диффузионной сварки пористых металлов, метод ультразвуковой ударной обработки сварных элементов. Выполнен числовой анализ процессов теплообмена дуговой плазмы с мелкодисперсными металлическими частицами.

Приведены результаты исследований, касающихся методов прогнозирования ресурса безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Предложен подход к определению данного ресурса для магистральных трубопроводов, оборудования атомной и тепловой энергетики, крупных хранилищ нефти и газа, мостов и мостовых переходов, плотин, туннелей, элементов металлургического оборудования и других конструкций на основе мониторинга эксплуатационной нагруженности, данных технической диагностики состояния сварных сонединений (узлов) и соответствующих расчетных кодов для прогнозных оценок. Рассмотрены примеры решения конкретных задач, связанных с прогнозированием ресурса безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций длительного срока эксплуатации.

Індекс рубрикатора НБУВ: О53-060.15

Рубрики:

Літаки. Літакобудування

Шифр НБУВ: Ж14024 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлены результаты математического моделирования процессов укрупнения слитков из высоколегированных сталей и сплавов, чувствительных к сегрегации, путем последовательной электрошлаковой наплавки жидким металлом (ЭШН ЖМ) в токоподводящем кристаллизаторе. Определены характерные параметры двухфазной зоны модельных слитков диаметрами 350; 520 и 690 м, полученных путем последовательной наплавки по схеме вытяжки способом ЭШН ЖМ слоев металла из сплава Инконель 718 на исодный центральный слиток диаметром 180 мм из этого же сплава, свидетельствующие о перспективности нового процесса ЭШН ЖМ укрупнения слитков из высоколегированных сталей и сплавов, чувствительных к сегрегации.

Разработана универсальная методика ранжирования дефектов магистральных газопроводов, обнаруженных при внутритрубной диагностике с позиции очередности ремонта под давлением. Подход основан на вероятностном анализе риска разрушения трубопровода с дефектами в процессе эксплуатации. Посредством численной реализации предложенной методологии разработан пользовательский программный модуль.

Предложен новый подход к ремонту магистральных трубопроводов сваркой без вывода их из эксплуатации, который базируется на четырех положениях: ранжирование дефектов по степени риск-отказа; безопасность выполнения сварочных работ на трубопроводе под давлением; применение различных вариантов ремонта сваркой; оценка работоспособности ремонтных сварных конструкций. Применение данного подхода позволяет минимизировать риск-отказ трубопровода и спрогнозировать его работоспособность после ремонта сваркой.

Приведены результаты исследований по актуальным вопросам моделирования физических явлений, протекающих при сварке, наплавке и других родственных процессах. Изучено перераспределение легирующих и фоновых примесей при выращивании монокристалла кремния методом электронно-лучевой бестигельной зонной плавки. Раскрыты вопросы численного моделирования многовихревой конвекции дисперсных компонентов в расплаве металла под действием лазерного излучения. Рассмотрены особенности моделирования процессов тепло-, массо- и электропереноса в анодной области и столбе сварочной дуги с тугоплавким катодом. Определены структурные условия оптимизации прочности, пластичности и трещиностойкости сварных соединений. Показаны возможности применения расчетных методов при разработке технологий ремонта сваркой магистральных трубопроводов под давлением. Предложена термогидродинамическая математическая модель сварочной ванны и процесса сварки неплавящимся электродом.

Висвітлено механізм та основні причини утворення напружень і деформацій під час зварювання, визначено чинники впливу на їх величину. Наведено інженерні методи розрахунку загальних і місцевих деформацій у конструкціях різного типу та методи їх регулювання. Викладено загальні положення теорії зварювальних деформацій (ЗД) і напружень, зокрема, деформацій поздовжнього укорочення під час зварювання, поперечного укорочення, кутових деформацій, специфічних видів ЗД суднокорпусних секцій (плоских панелей), напружень і деформацій під час паяння й дифузійного зварювання, регулювання зварювальних напружень і деформацій.

Показана возможность путем непрерывного процесса электрошлаковой плавки в токоведущем кристаллизаторе с жидким присадочным металлом получать разнородные по высоте стальные слитки большого сечения с минимальной протяженностью переходной зоны в результате соответствующего управления глубиной жидкой металлической ванны слитка первого состава перед началом выплавки второй части слитка.

Очерчены перспективы развития математического моделирования и информационных технологий в сварке и родственных процессах. Рассмотрены вопросы численного моделирования теплообмена и гидродинамики при лазерно-плазменной обработке металлический материалов. Проведена структурно-аналитическая оценка прочности и трещиностойкости при восстановистельном ремонте поверхностей железнодорожных колес. Раскрыты основные аспекты планирования ремонта магистральных трубопроводов под давлением на основе результатов внутритрубной диагностики. Описано взаимодействие бифуркаций в модели электрической цепи с лазерно-дуговым разрядом. Предложена система рационального плавления металлов электрической дугой.

Выполнены экспериментальные исследования остаточных напряжений, возникающих в наплавленных валах и влияющих на их сопротивляемость циклическим нагрузкам. Показано, что последующая механическая обработка валов (обкаткой роликом, ультразвуковой ударной обработкой, обработкой взрывом) способствует созданию в поверхностном слое сжимающих напряжений.

Описана расчетная методика выбора рациональных размеров макетов крупных сварных узлов на основе сохранения в макете основных процессов, происходящих при сварке натуры: формирование сварного шва, а также структуры и свойств, образование горячих и холодных трещин, появление напряжений и деформаций. Приведены результаты макетирования для исследования многослойной дуговой сварки толстостенных кольцевых стыков цилиндров из разнородных (ферритной и аустенитной) сталей. Созданный программный комплекс дает возможность с достаточно высокой точностью выбирать размеры макета и без лишних затрат средств и времени прогнозировать качество ответственных натурных соединений.

Исследовано численными методами влияние микроструктурных изменений, связанных с термическим циклом сварки, на остаточные напряжения в зоне многопроходного кольцевого стыкового шва трубы из стали типа Х65. Рассмотрены два варианта сварки стенки трубы толщиной 19 мм: за 3 и 8 проходов. Показано, что учет микроструктурных изменений в металле шва и околошовной зоне при различных погонных энергиях сварки приводит к увеличению неравномерности распределения механических свойств и остаточных напряжений в зоне сварного шва.

Приведены основные результаты расчетно-экспериментального исследования остаточных сварочных напряжений в зоне кольцевых стыков трубопроводов типа ДУ-300 ЧАЭС-3. Рассмотрены возможности их регулирования при ремонте трубопроводов. Показано, что путем выбора соответствующих режимов и технологии сварки стыков трубопроводов можно в достаточно широких пределах регулировать уровень напряжений на внутренней поверхности трубы в зоне стыка.

На основе известной концепции "соответствие назначению", разработанной Международным институтом сварки, и современных подходов механики разрушения тел с трещинами, рассмотрены алгоритмы оценки допустимости выявленных дефектов в сварных соединениях ответственных конструкций. Отмечена значительная роль остаточных сварочных напряжений, геометрических особенностей сварных соединений, механической неоднородности, обусловленной действием сварочного термического цикла и соответствующими примесями в металле сварного шва.

Представлен расчетный метод оценки области наиболее благоприятных параметров технологии коррозионностойкой наплавки валов судовых механизмов и устройств. Метод базируется на учете потенциального образования усталостных трещин при эксплуатационном циклическом нагружении.

Численными методами исследована кинетика макрораспределения водорода в металле ЗТВ при сварке корневого стыкового соединения конструкционной стали типа А-508. Показано влияние химического состава стали и кинетики микроструктурных изменений в зоне проплавления при сварке на локальное распределение водорода.

С помощью расчетно-экспериментального метода рассмотрены особенности транспорта водорода при мокрой подводной дуговой сварке корневого прохода стыкового шва из малоуглеродистой и низколегированной стали. Показано влияние глубины сварки и типа присадочного металла на концентрацию водорода в металле шва и зоны термического влияния.

Описана компьютерная программа и показаны ее возможности при оценке локальных явлений, связанных с приваркой отдельных трубок (скорости охлаждения, микроструктурных изменений, остаточных напряжений), а также и общих деформаций трубной решетки в зависимости от свойств материалов, геометрических размеров, типа соединения, порядка приварки трубок к трубной решетке.