Результаты 13.2251.21.0198

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП

Мероприятие 4.3.2 «Проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества, в том числе в рамках Европейского союза» Государственной программы «Научно-технологическое развитие Российской Федерации»

по этапу № 2

Номер Соглашения ЭБ 075-15-2023-456 (внутренний номер соглашения 13.2251.21.0198)

Тема: «Новая методология определения порога усталости и ее технические приложения»

Приоритетное направление СНТР: 1. Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.

Критическая технология: 24. Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения.

Период выполнения: 28 апреля 2023 г. - 31 декабря 2025 г.

Плановое финансирование проекта: 60 млн руб.

Бюджетные средства: 30 млн руб.

Внебюджетные средства: 30 млн руб.

Получатель субсидии: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН)

Иностранный партнер: Индийский институт науки (г. Бангалор, Индия); Indian Institute of Science, Bangalore, India

Ключевые слова: трещиностойкость, усталостное разрушение, аддитивное производство, безопасная долговечность, пороговый размах КИН, напряжение у вершины трещины

1 Цель проекта

Исследование воспроизводимости результатов новой методологии характеризации порогового значения длины усталостных трещин, построение диаграммы Китагавы-Такахаси для оценки срока безопасной эксплуатации и экспериментальное подтверждение пригодности разработанной методики для промышленного применения, в том числе для оценки допустимого размера дефектов в материале и безопасной долговечности при построении «цифровых двойников» авиадвигателей и авиаконструкций для отслеживания их состояния.

2 Основные результаты проекта (этапа)

Проведено изготовление лабораторных образцов сплавов 12Х18Н10Т, БрКМц 3-1 и ВТ1-0 методом аддитивной технологии; исследован их химический состав, механические характеристики, а также характеристики трещиностойкости по стандартной процедуре. Проведено обобщение результатов исследований.

Разработана методика расчета деталей на безопасную долговечность, которая устанавливает метод расчета деталей с использованием экспериментальных данных, получаемых по методике оценки размаха порогового коэффициента интенсивности напряжений.

Разработана методика оценки размаха порогового коэффициента интенсивности напряжений, ключевой особенностью которой является поиск соотношения размаха порогового коэффициента интенсивности напряжений (ΔKth) и напряжений, возникающих у вершины трещины (σ*).

Проведены модификация, отладка и тестирование сервогидравлической испытательной машины для проведения нагружения по методике оценки размаха порогового коэффициента интенсивности напряжений.

3 Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

На данном этапе охранные документы не получены.

4 Назначение и область применения результатов проекта

Разрабатываемая новая методология характеризации порогового значения длины усталостных трещин, основанная на построении диаграммы Китагавы-Такахаси, для оценки срока безопасной эксплуатации, предназначена для использования при разработке материалов авиационно-космической техники, в том числе при изготовлении деталей аддитивными технологиями. Ее применение позволит существенно повысить точность и достоверность оценки срока безопасной эксплуатации и обеспечить достижение нового уровня эксплуатационных характеристик изделий. Проведенные исследования показали, что ожидаемые результаты соответствуют мировому уровню в области исследований трещиностойкости металлов и сплавов. Перспектива их использования связана с применением развиваемой методики для надежной и полноценной характеризации циклической трещиностойкости материалов для высокотехнологичных отраслей промышленности.

5 Эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение результатов проекта на ведущих предприятиях авиакосмической и транспортной отрасли позволит расширить номенклатуру изделий аддитивного производства и вносит вклад в реализацию приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации в части перехода к передовым производственным технологиям и новым материалам.

6 Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Коммерциализация результатов проекта будет выполняться Индустриальным партнером Общество с ограниченной ответственностью «ТЕХПРОМ-Авиакосмические Системы» (ООО «ТЕХПРОМ-АКС»). Индустриальный партнер планирует в 2025 году начать выпуск сервогидравлических испытательных машин, реализующих развиваемую методику определения порога усталости. По оценке маркетинговой службы ООО «ТЕХПРОМ-АКС» планируемые объемы продаж таких машин составляют не менее 10 установок в год.

7 Наличие соисполнителей

На отчетном этапе 2 соисполнители не привлекались.