Perm科学家的研究将有助于在修复形状最复杂的零件时选择最佳参数集。
薄壁样品变形
采用激光粉末堆焊法修复磨损或损坏的金属零件。一个强大的光纤激光器创造了一个熔体槽，然后金属粉末会自动输送到那里。在这个过程中经常遇到的问题是在内应力作用下可修复零件的变形。这导致了一种称为翘曲的缺陷。
在设计激光粉末堆焊法修复零件的工艺流程时，预测翘曲缺陷是目标之一。通过实验确定特定零件的最佳无缺陷堆焊方式是无利可图的，因为成本和时间都很高，而且往往根本不可能。
产品最终翘曲建模
为了解决这一问题，彼尔姆理工学院的研究人员与JSC“ODK Aviativoil”合作开发了激光粉末堆焊翘曲计算的数学模型。通过数值模拟，科学家们能够非常准确地预测零件在堆焊过程中的行为。进一步的开发将有助于在修复形状最复杂的零件时选择最佳参数集。
计算堆焊模型
这项研究发表在《PNIPU公报》上。“航空航天技术”，2022年。彼尔姆理工学院科学家的主要想法是创建一种工具，可以快速、高质量地模拟激光粉末堆焊过程，最大限度地减少维修工作中的最终翘曲。
数字化结果
“如果不进行计算，很难预测产品，特别是小型和薄壁产品在高温下的行为。出现的缺陷可能最终导致正在修理的零件无法使用。因此，为了对过程参数进行初步预测，我们提出了采用数值模拟的方法。
这种方法将允许在维修前进行计算，并评估翘曲情况。我们的开发将允许预测零件在堆焊过程中的行为，这将减少维修过程中的废品，”PNIPU计算数学、力学和生物力学系的研究生Marat Bekmansurov说。
堆焊区温度梯度
利用实验圆柱形样品，研制人员根据温度场测量结果对模型进行了校准。结果有助于解决机械问题，确定堆焊材料和修理件体中的应力和应变场。科学家们通过将堆焊部分划分为轨道来模拟翘曲。每个轨道被分成更小的元素，以模拟尽可能接近现实的过程。
通过仿真结果与实际激光粉末堆焊结果的比较，验证了所建立模型的正确性。计算结果表明，在最小的时间成本下，计算精度足够高，可以在实际生产中使用模型。
