Устройство для измерения остаточных технологических напряжений в металлических изделиях разрабатывают в НГТУ НЭТИ

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разрабатывают программно-аппаратный комплекс для измерения остаточных технологических напряжений в изделиях из металла. В основе оборудования лежит метод спекл-интерферометрии, а обработку полученных данных будет выполнять программа, написанная на языке Python.

Аспирант кафедры оптических информационных технологий физико-технического факультета НГТУ НЭТИ Константин Никитин предложил свой вариант выявления дефектов в металлических изделиях после изменения их формы и агрегатного состояния. Предложенный метод основан на анализе поля деформаций вокруг несквозных технологических отверстий, которые сверлятся в контролируемом образце, с помощью спекл-интерферометрии — оптической технологии, позволяющей точно регистрировать изменения поверхности.

«Остаточные технологические напряжения — это внутренние силы, которые накапливаются при 3D-печати металлических изделий, сварке, прокате, лазерном термоупрочнении. Важно, чтобы конструкции оставались долговечными. Выполнить полный анализ наличия напряжений позволяет программно-аппаратный комплекс», — рассказал Константин Никитин.

Работа по определению дефектов начинается с облучения металлических поверхностей полупроводниковым лазером, который создает спекл-картину — характерную зернистую структуру до и после создания несквозного отверстия. В результате получается ряд изображений, анализируя которые с помощью программного обеспечения можно увидеть изменения в спеклах, рассчитать карту деформаций и по ней определить остаточные напряжения.

По словам аспиранта кафедры ОИТ, основанный на спекл-интерферометрии способ для контроля остаточных напряжений превосходит ультразвук и тензометрию за счет бесконтактности, высокой чувствительности (нанометровый уровень) и способности создавать полную карту полей деформаций в режиме реального времени. В отличие от точечных тензодатчиков, он дает визуализацию всей поверхности, а в отличие от ультразвука — более прост в интерпретации данных без сложной калибровки», — отметил Константин Никитин.

Первые результаты по разработке устройства для измерения остаточных технологических напряжений в металлических изделиях ожидаются к концу 2026 года.

Напомним, в НГТУ НЭТИ также ведутся инициативные работы по созданию стенда для автоматической сортировки алмазов с использованием уникальных алгоритмов машинного обучения, благодаря которому можно будет точно классифицировать природные минералы по цвету.