Аспиранты ИрГТУ Павел Смольков и Сергей Тимофеев прошли научную стажировку в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики (СПбУ ИТМО). Программа стажировки заключалась в изучении методов исследований качества поверхностей деталей авиационной техники.
Со стороны СПбУ ИТМО стажировкой иркутских аспирантов руководил доцент кафедры технологии приборостроения Сергей Васильков. Повышение квалификации предполагало не только теоретическую научную часть, но и изучение принципов работы оборудования, которое СПбУ ИТМО разрабатывает по заказу ИрГТУ для реализации масштабного проекта с Корпорацией «Иркут». Аппаратура для скан-идентификации технологических остаточных напряжений (СИТОН-ТЕСТ) стоимостью 500 тыс. рублей предназначена для измерения остаточных напряжений в силовых деталях планера самолёта с применением резистивного электроконтактного метода. Прибором по измерению свойств поверхности на основе ее электрического сопротивления будет оснащена лаборатория технологических остаточных напряжений и деформаций ИрГТУ. Это позволит расширить компетенции в данной сфере и даст возможность оценивать напряжение в немагнитных металлах, в частности в алюминии. Аспирантам ИрГТУ продемонстрировали, на какой стадии находится изготовление прибора. Молодые ученые также получили методические навыки работы на СИТОН-ТЕСТе.
По информации П. Смолькова, в ходе стажировки отрабатывалось планирование экспериментальных исследований: «Мы освоили необходимый опыт по правильной подготовке объектов измерений и выбору оптимальных режимов работы прибора согласно методикам, предлагаемых СПбУ ИТМО. Удалось расширить свои представления по следующим ключевым вопросам: основные критерии качества поверхностного слоя детали; подготовка и проведение измерений; технические требования, предъявляемые к образцам при измерении остаточных напряжений электрорезистивным методом.
Экспериментальная часть стажировки проходила на алюминиевых образцах, изготовленных на Иркутском авиационном заводе. Данные образцы отличаются между собой разными видами термической обработки и, соответственно, имеют разные по величине и знаку остаточные напряжения в поверхностном слое. В связи с тем, что прибор сейчас находится на стадии разработки, нами был составлен план опытных работ, согласно которому сотрудничество с СПб ИТМО продолжится вплоть до завершения срока действия договора на поставку аппаратуры.
Портативный прибор удобен для использования в производственных условиях. Оборудование представляет собой компактный блок управления и четырехточечный датчик, который контактирует с поверхностью детали в контрольной точке и позволяет получить эпюру остаточных напряжений за 1-2 минуты. Для сравнения: измерение остаточных напряжений в металлическом образце на приборе УДИОН или рентгеновском дифрактометре может занять от нескольких часов до нескольких дней. Такие исследования, несмотря на свою высокую точность, слишком трудозатратны для использования в производственных условиях.
Отдельное внимание было посвящено вопросу планирования эксперимента и обработке полученных данных статистическими методами, один из них – метод Тагути – успешно применяют сотрудники СПб ИТМО в своих исследованиях. Руководитель стажировки доцент Сергей Васильков также рассказал нам о своих способах подготовки отчётной документации по научно-исследовательским опытно-конструкторским работам, дал ссылки на соответствующие стандарты и интересные рекомендации по публикациям статей в научных журналах. По результатам научной стажировки были успешно освоены поставленные цели, в частности, изучены методы по исследованию качества поверхности».
П. Смольков пояснил, что СИТОН-ТЕСТ поступит в ИрГТУ в мае этого года и будет применяться в исследованиях по программе «Поверхность», которую университет реализует совместно с Национальным институтом авиационных технологий. Кроме того, по заказу Иркутского авиазавода сотрудники ИрГТУ планируют разработать методики по использованию прибора в производстве.
«Металлургические предприятия поставляют на авиазавод заготовки в виде массивных алюминиевых плит. Прежде чем запустить заготовки в производство, они проверяются на соответствие техническим условиям, в которые, к примеру, входит обязательный контроль геометрических размеров плиты, её химического состава и т.д. Однако в данном перечне отсутствует измерение остаточных напряжений, возникающих при изготовлении заготовки. Это может привести к тому, что плита, фактически соответствующая ГОСТу, теряя свою жёсткость при механической обработке под воздействием остаточных напряжений, начинает деформироваться. В свою очередь это требует введения в технологический процесс изготовления детали дополнительные операции правки. Более того, существует вероятность, что деформированная заготовка оторвется от вакуумного стола обрабатывающего центра и повредит его. Введение операции измерения остаточных напряжений на входном контроле позволило бы существенно минимизировать такой риск», - подчеркнул П. Смольков.
