В Тольятти нашли способ избежать катастроф за счет прогноза разрушения металлов

САМАРА, 26 сентября. /ТАСС/. Ученый из Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработал первую математическую модель для оценки степени надежности металлов, которая позволит предотвращать техногенные катастрофы, возникающие из-за разрушения материалов механизмов. Исследование опубликовано в авторитетном научном журнале Philosophical Magazine, сообщили ТАСС в университете.

"Исследование доктора физико-математических наук, ведущего научного сотрудника НИИ прогрессивных технологий ТГУ Игоря Ясникова, опубликованное в старейшем научном журнале Philosophical Magazine, открывает путь к более точному контролю свойств материалов. Предложенная математическая модель поможет оценивать степень надежности металлических материалов создаваемых конструкций, <…> отслеживать и предотвращать техногенные катастрофы, которые происходят внезапно и наносят значительный урон", - рассказали в университете.

Ученый исследовал параметры, влияющие на деформацию материалов вплоть до их разрушения. В основе лежит понятие вязко-хрупкого перехода - изменения параметров внешних условий, влияющих на свойства материала. Как пояснили в университете, разрушение одного и того же материала в зависимости от внешних условий может происходить по вязкому или хрупкому механизму. В первом случае материал становится подобным пластилину, а во втором - стеклу. И если при вязком разрушении отмечается пластическая деформация, то хрупкое разрушение происходит внезапно и развивается с катастрофической скоростью. Поэтому материалам, которые используются в промышленности, стремятся придать свойства, при которых разрушение происходило бы преимущественно по вязкому механизму.

"Некоторые материалы критических узлов и механизмов при разрушении по хрупкому варианту могут стать причиной техногенных катастроф. Один и тот же материал в умеренных широтах будет разрушаться по вязкому механизму, а, например, в условиях Арктики из-за низких температур - по хрупкому. <…> В рамках данной работы мне хотелось связать такие параметры, как температура и скорость деформации, которые будут присущи либо вязкому, либо хрупкому механизму разрушения и позволят проводить оценки в инженерной практике", - рассказал Ясников.

В ТГУ пояснили, что основная гипотеза работы заключается в установлении связи температуры испытаний и скорости деформации материала при вязком и хрупком разрушении. В попытке избежать техногенных катастроф предлагается использовать в механизмах материалы, которые в соответствующих температурных условиях будут разрушаться по вязкому сценарию. Созданная математическая модель позволяет спрогнозировать сценарий вероятного разрушения той или иной конструкции и определить безопасные условия эксплуатации изделий. Применение математической модели на стадии проектирования изделий позволит повысить их устойчивость к деформации и прочность, что снизит риск техногенной катастрофы.