Պետրոսյան, Հասմիկ Գևորգի

Մաթեմատիկա

Այս տեխնիկական ուսումնասիրությունը նվիրված է ծակոտկեն նյութերի իրական պլաստիկ հատկությունների փորձարարական որոշման մեթոդների և բիմետաղական խողովակների ստացման տեխնոլոգիական եղանակների հետազոտությանը։ Աշխատության հիմքում նյութերի դեֆորմացիոն վարքի ավելի ճշգրիտ գնահատման խնդիրն է, հատկապես այն դեպքերում, երբ նյութի կառուցվածքում առկա ծակոտկենությունը զգալիորեն ազդում է նրա մեխանիկական հատկությունների, ամրության, պլաստիկության և ձևափոխման բնույթի վրա։ Ծակոտկեն նյութերը տարբերվում են ամբողջական, խիտ մետաղներից նրանով, որ դրանց մեխանիկական վարքը պայմանավորված է ոչ միայն նյութի քիմիական բաղադրությամբ և մետաղական հիմքի հատկություններով, այլև ծակոտիների քանակով, չափերով, ձևով, բաշխմամբ և փոխկապակցվածությամբ։ Այդ պատճառով դասական մետաղների համար կիրառվող պլաստիկության գնահատման մեթոդները միշտ չէ, որ բավարար են նման նյութերի իրական դեֆորմացիոն հատկությունները նկարագրելու համար։ Ուսումնասիրության կարևոր խնդիրներից է փորձարարական մեթոդաբանության մշակումը, որը թույլ կտա որոշել նյութի իրական պլաստիկ հատկությունները՝ հաշվի առնելով դրա կառուցվածքային առանձնահատկությունները։ Այդ նպատակով կարող են կիրառվել տարբեր տեսակի մեխանիկական փորձարկումներ՝ ձգում, սեղմում, ճնշումային կամ այլ դեֆորմացիոն փորձեր։ Փորձերի ընթացքում ստացված ուժ–դեֆորմացիա կամ լարում–դեֆորմացիա կախվածությունները հնարավորություն են տալիս գնահատել նյութի դիմադրությունը պլաստիկ ձևափոխմանը, ամրացման բնույթը և դեֆորմացիայի սահմանային հնարավորությունները։ Ծակոտկեն նյութերի դեպքում առանձնահատուկ նշանակություն ունի ծակոտկենության ազդեցության գնահատումը։ Նույն քիմիական բաղադրությամբ նյութերը կարող են ունենալ տարբեր մեխանիկական հատկություններ՝ կախված ծակոտկենության աստիճանից և միկրոկառուցվածքից։ Դեֆորմացիայի ընթացքում ծակոտիները կարող են սեղմվել, փակվել, վերաձևավորվել կամ փոխազդել միմյանց հետ, ինչի հետևանքով նյութի մեխանիկական հատկությունները կարող են փոփոխվել հենց փորձի ընթացքում։ Այս հանգամանքը պահանջում է փորձարարական տվյալների մանրամասն վերլուծություն և համապատասխան մաթեմատիկական մեկնաբանություն։ Աշխատության կարևոր ուղղություն կարող է լինել իրական և պայմանական պլաստիկ հատկությունների տարբերակումը։ Փորձարարական տվյալների պարզ չափումը միշտ չէ, որ արտացոլում է նյութի ներքին դեֆորմացիոն մեխանիզմները, քանի որ չափվող ընդհանուր դեֆորմացիան կարող է ներառել ինչպես մետաղական կմախքի պլաստիկ ձևափոխությունը, այնպես էլ ծակոտիների կառուցվածքային փոփոխությունը։ Հետևաբար անհրաժեշտ է մշակել այնպիսի մեթոդներ, որոնք թույլ կտան առանձնացնել տարբեր բաղադրիչների ներդրումը և ստանալ նյութի առավել իրատեսական պլաստիկ բնութագրերը։ Բիմետաղական խողովակների ստացումը ուսումնասիրության երկրորդ կարևոր ուղղությունն է։ Բիմետաղական խողովակը բաղկացած է տարբեր հատկություններով երկու մետաղական շերտերից, որոնք համատեղ օգտագործման դեպքում կարող են ապահովել այնպիսի բնութագրերի համադրություն, որը դժվար է ստանալ մեկ մետաղի միջոցով։ Օրինակ՝ արտաքին շերտը կարող է ապահովել մեխանիկական ամրություն, իսկ ներքին շերտը՝ կոռոզիոն, ջերմային կամ քիմիական միջավայրի նկատմամբ բարձր դիմադրություն։ Այդպիսի համակցված կառուցվածքները կարող են կիրառվել տարբեր արդյունաբերական և ինժեներական համակարգերում։ Բիմետաղական խողովակների արտադրության տեխնոլոգիայի կարևոր խնդիրներից է տարբեր մետաղների միջև կայուն և ամուր կապի ձևավորումը։ Միացման որակը պետք է բավարար լինի հետագա մեխանիկական և ջերմային ազդեցություններին դիմակայելու համար։ Եթե շերտերի միջև առաջանում են անընդհատության խախտումներ, դատարկություններ կամ թույլ կպչունության գոտիներ, ապա խողովակի շահագործման ընթացքում կարող են առաջանալ շերտազատում, ճաքեր կամ այլ վնասումներ։ Այդ պատճառով արտադրության մեթոդի ընտրությունը պետք է հաշվի առնի ոչ միայն խողովակի երկրաչափական ձևավորումը, այլև միջշերտային կապի որակը։ Ուսումնասիրության մեջ կարող են դիտարկվել բիմետաղական խողովակների ստացման տարբեր դեֆորմացիոն և մետալուրգիական եղանակներ։ Դրանց արդյունավետությունը կարող է գնահատվել խողովակի չափային ճշգրտությամբ, շերտերի միացման ամրությամբ, նյութերի դեֆորմացիայի համատեղելիությամբ և ստացված արտադրանքի մեխանիկական հատկություններով։ Հատուկ ուշադրություն է պահանջում այն հարցը, թե ինչպես են տարբեր նյութերի պլաստիկ հատկությունների տարբերությունները ազդում համատեղ ձևավորման գործընթացի վրա։ Եթե երկու մետաղներն ունեն զգալիորեն տարբեր հոսունության սահմաններ կամ ամրացման բնութագրեր, ապա նույն արտաքին բեռնվածության պայմաններում դրանք կարող են տարբեր չափով դեֆորմացվել։ Սա կարող է հանգեցնել ներքին լարումների առաջացման և շերտերի միջև կապի խախտման վտանգի։ Այդ պատճառով ծակոտկեն նյութերի իրական պլաստիկ հատկությունների ճիշտ որոշումը կարող է անմիջականորեն կապված լինել բիմետաղական խողովակների ձևավորման տեխնոլոգիայի օպտիմալացման հետ։ Փորձարարական մեթոդների մշակման ժամանակ կարևոր է նաև չափումների ճշգրտությունը։ Փորձանմուշի երկրաչափությունը, բեռնման արագությունը, ջերմաստիճանը, նյութի նախնական կառուցվածքը և սարքավորման առանձնահատկությունները կարող են ազդել ստացված արդյունքների վրա։ Հետևաբար անհրաժեշտ է ապահովել փորձերի վերարտադրելիություն և տարբեր պայմաններում ստացված տվյալների համադրելիություն։ Մանրադիտակային և մետալոգրաֆիական ուսումնասիրությունները կարող են լրացնել մեխանիկական փորձարկումների արդյունքները՝ հնարավորություն տալով տեսնել ծակոտիների ձևափոխությունը, միկրոճաքերի առաջացումը և բիմետաղական շերտերի միջսահմանային կառուցվածքը։ Ուսումնասիրության գիտական արժեքը կայանում է ծակոտկեն նյութերի դեֆորմացիոն վարքի և դրանց գործնական ձևավորման տեխնոլոգիայի միջև կապի բացահայտման մեջ։ Իրական պլաստիկ հատկությունների ավելի ճշգրիտ գնահատումը կարող է հնարավորություն տալ կանխատեսել նյութի վարքը արտադրական գործընթացներում և ընտրել այնպիսի դեֆորմացիոն ռեժիմներ, որոնք նվազեցնում են վնասման հավանականությունը։