НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Достижения  МГТУ им.Н.Э.Баумана  в  области  создания

компьютерных  средств  анализа  сварочных  процессов

и поведения сварных конструкций при эксплуатации

На кафедре «Технологии сварки и диагностики» МГТУ им.Н.Э.Баумана в течение многих лет ведется работа по созданию компьютерных средств моделирования процессов, протекающих в материале сварного соединения как на этапе его формирования, так и в процессе эксплуатации сварной конструкции.

Наиболее мощным и универсальным средством моделирования является разработанный под руководством профессора А.С.Куркина программный комплекс «СВАРКА», который к настоящему времени обеспечивает моделирование в связной постановке методом конечных элементов следующего комплекса процессов: распространение электрического тока; теплопроводность; плавление, кристаллизация и фазовые превращения материала; диффузия примесей (главным образом водорода); деформации металла, его повреждение, образование и рост трещин. Моделирование процессов осуществляется с учетом физической и геометрической нелинейности.

Разработанная под руководством профессора Э.Л.Макарова «Система компьютерного анализа свариваемости сталей» позволяет  значительно сокpатить тpудоемкость пpоектиpования технологии сваpки и, в частности,  pешать задачи оптимизации технологических паpаметpов пpоцесса многослойной сваpки сталей повышенной прочности.

Система включает в себя исследовательскую часть для подробного численного анализа совокупности физико-металлургических процессов, протекающих в изделии при сварке, термической обработке и эксплуатации (реализованную на базе программного комплекса «СВАРКА»); инженерную часть для оперативного анализа технологических вариантов сварки типовых соединений (реализованную на базе программного комплекса «Свариваемость легированных сталей»); а также базы данных о свойствах материалов и средства представления результатов.

Интеграция двух мощных программных комплексов позволила значительно расширить возможности анализа и круг решаемых задач. Использование такой комплексной модели позволяет проводить анализ и находить решения  наиболее сложных технологических сварочных проблем, таких, как предотвращение трещин при сварке, обеспечение требуемого комплекса механических свойств сварных соединений низколегированных сталей, уменьшение деформаций конструкций при сварке, оптимизация технологии контактной сварки и многие другие.

Разработанное программное обеспечение позволяет перейти от моделирования технологических процессов изготовления к моделированию процесса эксплуатации готового изделия и оценивать надежность и ресурс сварных конструкций с учетом технологической наследственности (распределения свойств материала в сварном соединении, сварочных остаточных напряжений и возможных дефектов) и изменения свойств материала с течением времени. Для решения таких задач предназначен программный комплекс «РЕСУРС», созданный под руководством профессоров Э.Л.Макарова и А.С.Куркина.