В МИЭМ прошла 9-я Международная конференция ICPNS’2019
В середине октября МИЭМ принимал участников международной конференции по физическому и численному моделированию процессов обработки материалов ICPNS’2019 (International Conference on Physical and Numerical Simulation of Materials Processing).
Ученые из 17 стран (Австрия, Великобритания, Венгрия, Германия, Казахстан, Китай, Объединенные Арабские Эмираты, Россия, США, Тайвань, Турция, Финляндия, Хорватия, Чехия, Швеция, Южная Африка и Япония) представили последние научные результаты по направлениям, связанным с физическими и численными методами и их приложениями при исследовании материалов.
В конференции участвовали представители крупных российских и зарубежных университетов (включая University of Cambridge, Shanghai University, Graz University of Technology, Beijing University of Technology) научных центров и промышленных компаний (включая BMW Group, Dynamic Systems Inc. (DSI), ESI Group, FUJI electronic Industrial Co.).
О конференции в целом и некоторых докладах пленарной части нам рассказал председатель организационного комитета конференции, к.т.н. Сергей Аксенов.
О конференции в целом
- Конференция проводится с 1990 года и является в настоящее время заметным международным научным событием, которое организуется один раз в три года. В 2019 году ICPNS впервые проводилась в России, продолжая традиции 8 предшествующих конференций, проходивших ранее на территории США (Seattle-2016), Финляндии (Oulu-2013) и Китая (Guilin-2010, Zhengzhou-2007, Shanghai-2004, Beijing-1999, Hainan-1997, Harbin-1990).
О моделировании в металлургии и машиностроении
- Развитие современных технологий металлургии и машиностроения невозможно без применения физического и компьютерного моделирования.
Физическое моделирование позволяет на лабораторных образцах воспроизводить последовательность операций пластического деформирования, нагрева и охлаждения материала, которым он подвергается на производстве, анализировать ее влияние на формирование структуры и свойств конечного продукта.
Компьютерное моделирование, в свою очередь, позволяет прогнозировать формоизменение промышленных заготовок, оценивать вероятность возникновения брака, рассчитывать и регулировать энергетические и силовые параметры технологических процессов.
Комбинация обоих подходов позволяет проектировать и внедрять современные технологии, обеспечивающие повышение качества продукции и снижение издержек производства.
Об актуальности в промышленном секторе
- Отличительной чертой конференции является активное участие представителей промышленности, которые, сообщая о наукоемких производственных проблемах, задают тренды для дальнейших исследований своих коллег из научных институтов и университетов.
Одним из ключевых партнеров конференции много лет является компания DSI, мировой лидер в производстве лабораторного оборудования для физического моделирования процессов термомеханической обработки материалов.
Новым достижениям в данной области был посвящен пленарный доклад представителя компании Фулвио Сицилиано (Fulvio Siciliano). Давайте представим себе, например, прокатное производство. Раскаленная до 1200 градусов многотонная стальная плита перемещается от клети к клети, постепенно превращаясь в тонкую полосу, сматываемую в свиток. В каждой клети материал подвергается пластической деформации и при этом постепенно остывает.
Величины деформации, температуры, при которых эти деформации осуществляются, и даже продолжительности пауз между ними существенно влияют на микроструктурное состояние материала, а, значит, и на свойства конечного продукта. При этом, сталь каждой марки ведет себя в одних и тех же условиях по-своему. Понятно, что отрабатывать возможные технологические режимы прямо на производстве было бы очень дорого и неэффективно. Соответственно, необходимы условия для лабораторных исследований, специальное оборудование, которое должно уметь контролировать температуру, скорости деформации образца. Фактически, с маленьким образцом металла происходит всё то же самое, что происходит с фрагментом полосы на реальном производстве. Это и есть физическое моделирование. Отработав на этом маленьком образце различные технологические режимы, можно выбрать оптимальный и затем внедрить его в производство.
О смежных темах
- В той или иной степени, большинство докладов на конференции касались применения методов физического и компьютерного моделирования для оптимизации технологических процессов в металлургии и машиностроении. При этом, затрагивались и смежные темы, связанные с разработкой новых материалов и исследованием их свойств.
Так, доклад профессора Кембриджского университета Амира Ширзади (Amir A. Shirzadi) был посвящен разработке новых нержавеющих сталей, характерных тем, что остаточные напряжения, а, следовательно, и всевозможные коробления, возникающие при их сварке, значительно ниже, чем в традиционных нержавеющих сталях. Представленные сплавы были разработаны на чисто теоретической основе с использованием компьютерных систем термодинамического моделирования и лишь потом получены в лаборатории и протестированы.
Профессор Харбинского политехнического университета Лин Генг (Lin Geng) рассказывал о новых композитах на основе титана. С помощью методов порошковой металлургии в объеме материала создается сеть из керамических нитей, размер ячейки которой составляет десятки микрон. Такая структура позволяет существенно повысить температуру, при которой изделия из данного материала могут эксплуатироваться.
На пленарном заседании также звучали доклады, посвященные разработке новых материалов с памятью формы (Осман Адигюзель, профессор Университета Фират, Турция), проблемам радиационного повреждения конструкционных сплавов (Пар Оллсон, профессор Королевского технологического института в Стокгольме, Швеция), методам плазменной полировки поверхностей (Константин Арутюнов, МИЭМ НИУ ВШЭ) и другим интересным темам. Специальная секция конференции была посвящена проблемам радиационной и лазерной обработки материалов.
Об участии специалистов МИЭМ в конференциях ICPNS
- Основным направлением, вокруг которого выстраиваются тематики секций, является моделирование технологических процессов обработки материалов давлением. Научная школа, занимающаяся проблемами компьютерного моделирования таких процессов, была создана в МИЭМ Евгением Николаевичем Чумаченко, который впервые принимал участие в ICPNS в 2004 году и с тех пор входил в состав научного комитета конференции. Начиная с 2004 года, наш институт был представлен на каждой конференции ICPNS. Организация конференции в наших стенах является большим шагом для развития международной узнаваемости МИЭМ НИУ ВШЭ.
В 2019 году в конференции приняли участие следующие сотрудники МИЭМ: профессор департамента электронной инженерии Геннадий Бондаренко, профессор департамента электронной инженерии Константин Арутюнов, доцент департамента прикладной математики Сергей Аксенов, ассистенты департамента прикладной математики Иван Захарьев и Дмитрий Дёмин, аспиранты департамента электронной инженерии Илья Долуденко и Никита Епифанов.