Учёные из Института проблем машиноведения РАН и Санкт-Петербургского государственного университета разработали уникальную модель, позволяющую точно прогнозировать работу сплавов с памятью формы (СПФ) в системах защиты от вибраций и сейсмических воздействий. Эти материалы способны «запоминать» форму и менять свои свойства в зависимости от температуры и скорости нагрузки, что делает их особенно эффективными в борьбе с разрушительными колебаниями. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
СПФ возвращаются к своей исходной форме после деформации, что позволяет использовать их для гашения вибраций в зданиях, мостах и промышленном оборудовании. Сплавы меняют структуру при нагреве и охлаждении, становясь то жёстче, то гибче. Благодаря этому их можно настраивать как для поглощения энергии (демпфирование), так и для изоляции вибраций, предотвращая передачу опасных колебаний дальше по конструкции.
Исследование включало моделирование одномерной системы с учётом температуры окружающей среды, теплообмена и скорости нагрузки. Было выявлено, что при быстром воздействии сплав нагревается сильнее и становится жёстче, а способы охлаждения значительно влияют на эффективность поглощения вибраций. Например, водное охлаждение усиливает теплообмен и улучшает демпфирующие свойства. Предварительное охлаждение помогает материалу лучше справляться с резкими ударами.
Оптимальной стратегией управления виброзащитой оказались два подхода: быстрое охлаждение СПФ, переходящее в низкотемпературную фазу с высокой демпфирующей способностью, и сначала резкий нагрев с последующим охлаждением до начального состояния.
Созданная модель учитывает тепловые процессы и помогает точнее прогнозировать поведение сплавов, что способствует разработке эффективных вибро- и сейсмозащитных систем. Она также открывает возможности для создания полуактивных систем защиты и управления ими, что повышает надёжность и долговечность критически важных конструкций.
Новосибирские ученые создали долговечные металлы для космоса и медицины. Уже проведены рентгенофазовый анализ, испытания микротвердости и износостойкости.