Учёные Политехнического института ЮУрГУ реализуют амбициозный проект, поддержанный Российским научным фондом, который направлен на решение актуальной проблемы сварки высокопрочных сталей. Это крайне важная задача потому, что современные технологии требуют все более прочных и долговечных конструкций, от мостов до судов. Однако использование высокопрочных сталей часто затруднено из-за проблем с образованием трещин при сварке. Традиционные методы, в том числе применение «мягких» сварных материалов, хотя и решают проблему трещин, но существенно снижают прочность всей конструкции.
В рамках проекта разрабатываются инновационные композитные сварные швы с управляемой механической и геометрической неоднородностью, способные значительно повысить надёжность сварных соединений.
«Существующие стандарты проектирования сварных конструкций и морских судов не учитывают специфику сварных соединений с контролируемой неоднородностью, – говорит руководитель проекта Михаил Иванов. – Наш проект направлен на разработку новых теоретических основ и практических методов проектирования и расчета композитных сварных соединений».
Проект предполагает использование композитных сварных швов, сочетающих участки с высокой и низкой прочностью. Менее прочный корень шва обеспечивает технологическую прочность, предотвращая образование трещин, а более прочные заполняющие проходы обеспечивают высокую конструкционную прочность всего соединения.
«Мы используем современные методы численного моделирования, включая конечно-элементный анализ, для оценки напряжённого состояния и кинетики разрушения композитных швов, – поясняет Михаил Иванов. – Это позволяет существенно сократить затраты на экспериментальные исследования и ускорить процесс разработки».
Ожидаемые результаты исследования внесут важный вклад в реализацию приоритетов научно-технологического развития Челябинской области. Применение новых композитных сварных швов позволит повысить надежность и эффективность современных высокопрочных сталей, используемых в критически важных отраслях, таких как машиностроение, судостроение, производство газо- и нефтепроводов, а также строительство высотных сооружений.