Научно-технический совет Уралвагонзавода пополнился кандидатом наук. Главный металлург Сергей Мартыненко успешно защитил диссертацию на тему совершенствования технологии изготовления крупногабаритных тонкостенных стальных отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная». На заседании НТС, прошедшем накануне Дня российской науки, Сергей Витальевич рассказал о своей научной деятельности и о том, как она связана с работой предприятия.
– Отливки «рама» и «балка» являются деталями особо ответственного назначения, от них во многом зависит надежность железнодорожной техники. Поэтому использование технологии компьютерного моделирования литейных процессов является актуальной задачей в области металлургического производства, – отметил Сергей Мартыненко. – За 2022 год у нас не было ни одного отклонения по механическим свойствам стали, применяемой на УВЗ. Таким образом, можно говорить, что материал обеспечивает необходимые требования. Мы также рассмотрели проблематику достоверности компьютерного моделирования литейной технологии. Сравнили несколько программ и выявили, что смесь берется одна, а ее характеристики отличаются. На каждом предприятии формовочные смеси имеют разные свойства: прочность на сжатие, газопроницаемость, предел прочности на растяжение, а плотность, к примеру, зависит от оборудования, на котором изготавливается смесь.
– Решили отталкиваться от материалов, которые применяются в нашем действующем производстве, и разработать методику, с помощью которой можно обратным расчетом получать искомые свойства, – продолжает Сергей Мартыненко. – Взяли цилиндрическую отливку диаметром 40 мм, которую заливали в формы, подготовленные специально из разных смесей, устанавливали термопары и измеряли режимы охлаждения. Подобные эксперименты проводили и с рамой боковой, обвешивая ее датчиками... Потом воспроизвели процесс в компьютерной программе моделирования и смотрели сходимость реальной кривой охлаждения и то, что машина насчитала. Математическую часть работы – разработку алгоритма многопараметрической оптимизации Левенберга – Марквардта – помогали выполнять специалисты УрФУ. Этот алгоритм применяется в технологиях искусственного интеллекта и нейронных сетях. Есть исходная кривая, которую мы хотим получить. В вектор-столбец мы помещаем данные и смотрим, как изменилась кривая. Программа помогает автоматически подогнать теплофизические коэффициенты к локальному оптимуму, к которому мы стремимся. Мы делали проверку работы алгоритма: взяли исходные значения теплофизических коэффициентов, построили кривую и задали ее как расчетную, затем поменяли коэффициенты, как будто это одно значение в широком диапазоне температур, и буквально за три итерации алгоритм привел нас к данным той смеси, от которых мы отталкивались. Это подтвердило, что наш метод работает. Кто-то из оппонентов говорил о влиянии именно металла на дефекты литья. Мы смоделировали три отливки одинаковой геометрии, «залили» в них один и тот же металл определенной температуры, но «использовали» разные смеси. Выявили, что из-за разности формовочной смеси программа выдает расположение дефектов в разных местах, то есть смеси имеют достаточно серьезное влияние на конечный результат, который прогнозирует программа. Таким образом, были получены практически все свойства формовочных смесей, которые используются в цехах 552, 562, 565, 590, и теперь наша база данных наполнена не абстрактными, а конкретными смесями. Благодаря такой настройке программы компьютерного моделирования удалось промоделировать изменения, чтобы исключить дефекты литья. В конечном итоге детали с измененной технологией успешно прошли типовые испытания. Мы ставили себе целью достижение 85% точности расчетов, но вышли на уровень свыше 90%. Технология внедрена и действует на заводе, возможно ее использование в дальнейшем, в том числе и коммерциализация.
Научно-технический совет УВЗ единогласно признал, что тема диссертационного исследования Сергея Мартыненко соответствует потребностям предприятия и пожелал автору продолжить эту работу с другими материалами и отливками, в том числе для спецтехники.
Ежегодно на заседании научно-технического совета УВЗ подводятся итоги работы специалистов, имеющих ученую степень. Всего на Уралвагонзаводе ученую степень кандидата наук имеют семь сотрудников – научный редактор управления 76 Сергей Устьянцев, директор ЦПП Сергей Васильев, начальник отдела обучения персонала Светлана Климан, ведущий специалист по социологическим исследованиям и оценке персонала Вадим Семизоров, заведующий клинико-диагностической лабораторией Владимир Мельников, ведущий инженер-конструктор КБМАП (12) Евгений Быстров, главный металлург Сергей Мартыненко, – которые продолжают заниматься научной деятельностью: преподают, публикуются в специализированных журналах, участвуют в научно-практических конференциях и НИОКР. Евгений Быстров также является изобретателем, автором патентов, которые приравнены к научным публикациям. Текст: Марина Карачева.
Фото: Дмитрий Хакимов.