Perm科學家的研究將有助於在修復形狀最複雜的零件時選擇最佳參數集。
薄壁樣品變形
採用激光粉末堆焊法修復磨損或損壞的金屬零件。一個強大的光纖激光器創造了一個熔體槽，然後金屬粉末會自動輸送到那裡。在這個過程中經常遇到的問題是在內應力作用下可修復零件的變形。這導致了一種稱為翹曲的缺陷。
在設計激光粉末堆焊法修復零件的工藝流程時，預測翹曲缺陷是目標之一。通過實驗確定特定零件的最佳無缺陷堆焊方式是無利可圖的，因為成本和時間都很高，而且往往根本不可能。
產品最終翹曲建模
為了解決這一問題，彼爾姆理工學院的研究人員與JSC“ODK Aviativoil”合作開發了激光粉末堆焊翹曲計算的數學模型。通過數值模擬，科學家們能夠非常準確地預測零件在堆焊過程中的行為。進一步的開發將有助於在修復形狀最複雜的零件時選擇最佳參數集。
計算堆焊模型
這項研究發表在《PNIPU公報》上。“航空航天技術”，2022年。彼爾姆理工學院科學家的主要想法是創建一種工具，可以快速、高質量地模擬激光粉末堆焊過程，最大限度地減少維修工作中的最終翹曲。
數字化結果
“如果不進行計算，很難預測產品，特別是小型和薄壁產品在高溫下的行為。出現的缺陷可能最終導致正在修理的零件無法使用。因此，為了對過程參數進行初步預測，我們提出了採用數值模擬的方法。
這種方法將允許在維修前進行計算，並評估翹曲情況。我們的開發將允許預測零件在堆焊過程中的行為，這將減少維修過程中的廢品，”PNIPU計算數學、力學和生物力學系的研究生Marat Bekmansurov說。
堆焊區溫度梯度
利用實驗圓柱形樣品，研製人員根據溫度場測量結果對模型進行了校準。結果有助於解決機械問題，確定堆焊材料和修理件體中的應力和應變場。科學家們通過將堆焊部分劃分為軌道來模擬翹曲。每個軌道被分成更小的元素，以模擬儘可能接近現實的過程。
通過仿真結果與實際激光粉末堆焊結果的比較，驗證了所建立模型的正確性。計算結果表明，在最小的時間成本下，計算精度足夠高，可以在實際生產中使用模型。
