Идея использовать метод склерометрии (формирование микроборозд) для определения удельной энергии пластической деформации поверхности пришла почти сразу. Дальше — 15 лет экспериментов, в ходе которых выяснилось, что усталостное разрушение – сложный многоэтапный, многоуровневый процесс, имеющий длительную латентную (скрытную) фазу охрупчивания, сопровождающуюся почти линейным ростом удельной энергии пластической деформации материала до некоторого, определенного для каждого материала критического уровня – энергии активации разрушения.
Склерометр — прибор для определения твёрдости материалов. До начала прошлого века склерометрия была единственным признанным способом оценки твердости материалов, однако в начале 1940-х годов метод царапания был почти полностью вытеснен широко известными в настоящее время методами Роквелла, Виккерса, Бринелля и др., в которых твердость материалов оценивалась вдавливанием в них инденторов различной формы.
Трибометр — снаряд для определения степени трения металлов.
Вернемся к описанию метода самарских коллег. Схожая закономерность охрупчивания наблюдалась при наводороживании металлов, наклепе поверхности микрошариками, циклических ударах и др. разрушающих воздействиях. Это позволило создать методику прогнозирования разрушений, связанных с растрескиванием материалов на основе анализа кинетики накопления запасенной энергии. Элементарными физическими носителями избыточной энергии являются упругие искажения кристаллической решетки – дефекты, имеющие атомарные размеры, поэтому остающиеся «невидимыми» для обычных дефектоскопов вплоть до заключительной стадии повреждения материала – образования трещин.
Система включает комплекс технических средств контроля фактического состояния материалов и алгоритмов принятия управленческих решений, обеспечивающих бережную и безопасную эксплуатацию изделий. Она реализуется на всех этапах жизненного цикла изделий – проектирования, производства и эксплуатации, включает активные и пассивные алгоритмы управления и позволяет решать прямые (прогнозирование ресурса) и обратные (оптимизация технологических режимов и условий эксплуатации) задачи.
Так сложилось, что исторические корни и перспективы развития проекта самарской команды (ООО «Самара Баланс») неразрывно связаны с северной столицей нашей родины. Фундаментальную основу прогнозирования разрушения материалов – термофлуктуационную концепцию прочности — заложил академик С.Н. Журков, создавший блестящую научную школу в Ленинградском физико-техническом институте РАН им. Иоффе (ныне его работы продолжают ученики в лаборатории элементарных актов разрушения).
Практически, предлагаемая нами система управления сроком службы и была изначально задумана как технология управления жизненным циклом (Product Lifecycle Management, PLM), т.е. вписывается в концепцию дорожной карты НТИ «Технет». В третьих, индустриальный партнер трека «Технет» акселератора Generation S — ПАО «ОДК-Сатурн» для отобранных им проектов может оказать весомое содействие в развитии, в т.ч. на базе испытательного полигона фабрики будущего.
Само предприятие было создано в 2015 году и получило грант от Фонда содействия инновациям. Средства гранта были вложены в разработку инновационных приборных устройств (системы управления балансировочным комплексом, разрывных машин, профилорафов, трибометров, склерометров), востребованных промышленными и научными предприятиями Самарской области. Прибор делает на поверхности детали алмазным индентором Виккерса крохотную бороздку глубиной около 1 мкм и оценивает степень ее охрупчивания.
«Когда нашими инновационными проектами заинтересовался Нанотехнологический центр Самарской области, — рассказал основатель проекта — на базе Жигулевской долины были созданы и получили инвестиции еще две проектные компании ООО «Самарский трибологический центр» и ООО «Унидис».
Автор: ITMO.TECH
