В работе проведено качественное и количественное сравнение отклонения формы образцов, изготовленных методом SLM (Selective Laser Melting – селективное лазерное сплавление), измеренного при помощи 3D-сканирования и рассчитанного на основе конечно-элементного моделирования в системе ANSYS Additive. Исследование проведено на примере трёх образцов из жаропрочного сплава на никелевой основе 08ХН53БМТЮ – российского аналога Inconel 718. Оценка перемещений осуществлялась как на платформе построения после выращивания, так и после отделения от неё. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных перемещений контрольных точек образцов показало достаточную для практических целей точность расчетной модели, построенной на базе технологий компьютерного моделирования ANSYS Additive.
In the work, a qualitative and quantitative comparison of the shape deviation of samples made by the SLM (Selective Laser Melting) method, measured using 3D scanning and cal-culated on the basis of finite element modeling in the ANSYS Additive system, was carried out. The investigation was conducted on the example of three samples of heat-resistant nickel-based alloy 08XH53BMTYU – the Russian analogue of Inconel 718. Assessment of displacements was carried out both on the construction platform after cultivation, and after separation from it. A comparison of the experimental and calculated data for the displace-ments of the control points of the samples showed the accuracy of the calculation model based on computer modeling technologies ANSYS Additive, which is sufficient for practical purposes.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 41751375
Технология, отработанная в результате исследований изделий из жаропрочного никелевого сплава, обладает практической значимостью и ценностью для ракетно-космической техники, так как позволяет повысить точность изготовления деталей.
В результате исследования установлено, что подход ANSYS Additive к расчёту деформированного состояния изделий, изготовленных по технологии SLM, обеспечивает достаточную для практических приложений точность. Количественное соответствие данных конечно-элементного анализа и эксперимента позволяет использовать компьютерные модели, построенные в ANSYS Additive, не только для прогнозирования искажения формы деталей, но и для модификации их исходных геометрических моделей с целью компенсации коробления деталей после печати.
Список литературы
1. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении. – М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015.
2. Шкуро А. Е., Кривоногов П. С. Технологии и материалы 3D-печати. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2017.
3. Louvis E., Fox P., Sutcliffe C. J. // Journal of Materials Processing Technology. 2011. Vol. 211. P. 275.
4. Yasa E., Deckers J, Kruth J. P. // Rapid Prototyping Journal. 2011. Vol. 17. No. 5. Р. 312.
5. Грязнов М. Ю., Шопин С. В., Чувильдеев В. Н. // Физика твердого тела: вестник Нижегородского университета Н.И. Лобачевского. 2014. № 4 (1). С. 46–51.
6. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. – Либроком, 2009.
7. Zienkiewicz O. C., Parekh C. J. // International Journal of Numerical Methods in Engineering. 1970. Vol. 2. P. 61.
8. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Fox D. The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. – Elsevier, 2014.
9. Tripathy S., Chin C., London T., Ankalkhope U., Oancea V. / Conference: NAFEMS World Congress 2017 (Stockholm, 2017). pp. 1–16.
10. Киршина А. А., Багерман А. З., Киршин А. Ю., Князьков М. Л., Левихин А. А. // Труды Крыловского государственного научного центра. 2018. Т. 2. № 384. C. 81–86.
1. M. A. Zlenko, M. V. Nagaytsev, and V. M. Dov- bysh, Additive technology in mechanical engineering (NAMI, Мoscow, 2015) [in Russian].
2. A. E. Shkuro and P. S. Krivonogov, 3D printing technologies and materials (Yekaterinburg, 2017) [in Rus-sian].
3. E. Louvis, P. Fox, and C. J. Sutcliffe, Journal of Materials Processing Technology 211, 275 (2011).
4. E. Yasa, J. Deckers, and J. P. Kruth, Rapid Proto-typing Journal 17 (5), 312 (2011).
5. M. Gryaznov, S. Shopin, and V. Chuvildeev, Phys-ics of solid body: Bulletin of Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod 4 (1), 46 (2014).
6. A. B. Kaplun, E. M. Morozov, and M. A. Olfer’eva, ANSYS in the hands of an engineer (Librocom, 2009) [in Russian].
7. O. C. Zienkiewicz and C. J. Parekh, International Journal of Numerical Methods in Engineering 2, 61 (1970).
8. O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, and D. Fox, The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics (Elsevier, 2014).
9. S. Tripathy, C. Chin, T. London, U. Ankalkhope, and V. Oancea, in Proc. Conference: NAFEMS World Con-gress 2017 (Stockholm, 2017), pp. 1–16.
10. A. Kirshina, A. Bagerman, A. Kirshin, and M. Knyazkov, Trudy Krylovskogo Nauchnogo Tsentra 2 (384), 81 (2018).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Тарасенко В. Ф., Панченко А. Н., Белоплотов Д. В. Диффузные и объемные разряды в лазерах высокого давления с накачкой поперечным разрядом (обзор) 535
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Бурлаков И. Д., Кульчицкий Н. А., Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Горн Д. И. Униполярные полупроводниковые барьерные структуры для матричных фото-приемных устройств ИК-диапазона (обзор) 547
Якимов Ю. А., Мощев И. С., Диденко С. И. Учет заряда поверхностных состояний в компактной модели МОП-транзистора для БИС считывания охлаждаемых фотоприемных устройств 560
Давлетшин Р. В., Никонов А. В., Ковшов В. С., Залетаев Н. Б. Модель для расчета коэффициента пропускания эпитаксиальных слоев соединений А3В5 571
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Мазалов А. Б., Шматов Д. П., Пустовалов А. С., Кишов Е. А., Морозов И. И. Исследование деформированного состояния деталей, изготовленных методом селективного лазерного спекания из жаропрочного никелевого сплава 578
Зиенко С. И. Динамика решетки в фононном крыле спектра люминесценции алмаза 586
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Воронов К. Е., Телегин А. М., Цзян Лисян, Цзяо Цзилун Научная аппаратура для исследования высокоскоростных микрочастиц (обзор) 594
Малышев И. В., Николаев Е. В. Частотная селекция в проводящих линиях с использованием каскадных соединений кольцевых концентрических разрезных резонансных структур 601
Тумашевич К. А., Киреев С. Г., Шашковский С. Г., Пугачев Д. Ю. Импульсная лампа с ограничивающей разряд системой из кварцевой и сапфировой оболочек 608
ИНФОРМАЦИЯ
Сводный перечень статей, опубликованных в журнале «Успехи прикладной физики» в 2019 г. 614
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2019 г. 618
XLVII Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу 620
IX научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Фотосенсорика: новые материалы, технологии, приборы, производство» 622
Правила для авторов 623
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. F. Tarasenko, A. N. Panchenko, and D. V. Beloplotov Diffuse and volume discharges in high pressure gas lasers pumped by transverse dis-charge (a review) 535
PHOTOELECTRONICS
I. D. Burlakov, N. A. Kulchitsky, A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, and D. I. Gorn Unipolar semiconductor barrier structures for infrared photodetector arrays (a review) 547
Yu. A. Yakimov, I. S. Moshchev, and S. I. Didenko Compact modeling of interface trap states in MOS transistors for low temperature readout integrated circuits 560
R. V. Davletshin, A. V. Nikonov, V. S. Kovshov, and N. B. Zaletaev Transmission model of the A3B5 epitaxial layers 571
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
A. B. Mazalov, D. P. Shmatov, A. S. Pustovalov, E. A. Kishov, and I. I. Morozov Numerical-experimental investigation of the deformed state of parts after their manufac-ture by selective laser sintering from a heat-resistant nickel-based alloy 578
S. I. Zienko Lattice dynamics in the phonon wing of the diamond luminescence spectrum 586
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
K. E. Voronov, A. M. Telegin, Jiang Lixiang, and Jiao Jilong Scientific equipment for the study of high-speed microparticles (a review) 594
I. V. Malyshev and E. V. Nikolaev Frequency selection in conducting lines using cascade connections of circular concentric split resonant structures 601
K. A. Tumashevich, S. G. Kireev, S. G. Shashkovskiy, and D. U. Pugachev Flash lamp with a discharge limiting by the system of quartz and sapphire envelopes 608
INFORMATION
The summary list of the articles published in Uspekhi Prikladnoi Fiziki in 2019 614
The list of articles translated and published in English language journals in 2019 618
XLVII International Zvenigorod Conference on Plasma Physics and Controlled Thermo-nuclear Fusion 620
IX Theoretical and Practical Conference of Young Scientists and Specialists “Photosen-sorics: New Materials, Technologies, Devices, and Production” 622
Rules for authors 623
Другие статьи выпуска
Приведена конструкция импульсного газоразрядного источника УФ-излучения с двумя оболочками, в котором сапфировая трубка размещена в разрядной части кварцевой лампы с фольговыми токовводами. Такое конструктивное решение позволяет повысить устойчивость разрядной оболочки к термическому воздействию импульсного дугового разряда. Проведены исследования электротехнических и радиационных параметров импульсной лампы в разрядном контуре с емкостью 40 мкФ и напряжением заряда конденсатора 2,42 кВ. Максимум плотности тока достигается за 31 мкс и составляет 10 кА/см2. Импульсная электрическая мощность в лампе составила 2,8 МВт, что позволило достичь яркостной температуры 11 кК в спектральном диапазоне 237–267 нм. Измеренная энергия излучения в диапазоне 200–300 нм составляет 26 % от всей излученной энергии.
В данной работе приведены результаты исследований, проведённых на базе электромагнитного анализа проводящих структур. Показано, что во внутреннем пространстве планарной структуры двойного кольцевого разрезного резонатора так-же возможно размещение элементов топологии пассивных элементов СВЧ или КВЧ, имеющих резонансные частоты, превышающие рабочий диапазон базовой структуры основного резонатора. Эта возможность позволяет использовать для формирования во внутреннем пространстве основного двойного кольцевого разрезного резонатора иных резонансных структур или элементов микрополоскового тракта, что актуально при необходимости плотной компоновки элементов модуля или для случая размещения резонансного включения во внутренних слоях многослойной печатной платы.
Описана конструкция научной аппаратуры для регистрации высокоскоростных микрочастиц (микрометеороидов и частиц космического мусора) ионизационного типа. Приведено описание оригинальной конструкции электродов для сбора ионов в датчиках высокоскоростных микрочастиц ионизационного типа. Приведены результаты испытаний научной аппаратуры на ускорители высокоскоростных микрочастиц с оптическим каналом синхронизации для устранения ложного срабатывания цифрового компаратора от помех, вызванных схемами управления ускорителя.
Предложена модель динамики электрон-фононного взаимодействия в алмазе в виде апериодического звена второго порядка. Одно звено характеризует свойства оптических электронов, а другое – свойство решетки. Для определения инерционных параметров решетки находили групповое время задержки синусоидального сигнала в алмазной среде при комнатной температуре. Природные и искусственные алмазы по величине времени задержки образуют две независимые популяции, которые не пересекаются между собой. Данное явление может найти применения для идентификации ограненных алмазов (бриллиантов).
Разработана математическая модель расчета зависимости коэффициента про-пускания эпитаксиальных слоев AlGaAs различного состава, входящих в состав многослойных гетероэпитаксиальных структур с квантоворазмерной активной областью, от длины волны излучения. Модель адаптирована под экспериментальные структуры с одним слоем AlGaAs, выращенным методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложке арсенида галлия. Под слои заданного состава подобрана и оптимизирована модель диэлектрической проницаемости, основанная на анализе энергетических переходов в зоне Бриллюэна соединений со структурой цинковой обманки с учетом непрямых переходов в зону проводимости. Проведенное исследование используется для оптимизации параметров эпитаксиального выращивания структур с целью уточнения характеристик матрицы фоточувствительных эле-ментов ИК-диапазона.
В работе представлена компактная модель МОП-транзистора для криогенных температур на основе линеаризации инверсионного заряда. В базовую электростатику ядра модели включено влияние заряда поверхностных состояний с экспоненциальным энергетическим распределением, зависящего от напряжения. Выведены уравнения для тока канала и полных зарядов для квазистатической динамической модели через инверсионный заряд. Точность модели была подтверждена с помощью приборно-технологического моделирования в TCAD.
В работе проанализировано современное состояние исследований в области создания униполярных полупроводниковых барьерных структур на основе различных материалов для инфракрасных матричных фотоприемных устройств (МФПУ), позволяющих снизить с темновые токи и тем самым улучшить пороговые характеристики и обеспечить работу при повышенных температурах охлаждения. Рассмотрены основные пути минимизации барьера для дырок в валентной зоне на примере фоточувствительной структуры на основе КРТ n-типа проводимости. Показано, что барьерные структуры nBn-типа представляют собой альтернативу для создания матриц фотодиодных чувствительных элементов для МФПУ среднего и дальнего ИК-диапазона.
Проведено исследование условий формирования и свойств диффузных и объёмных разрядов, которые широко используются при высоких давлениях различных газов и их смесей для получения генерации в ВУФ, УФ, видимой и ИК-областях спектра. Установлено, что спектральные характеристики излучения объёмных и диффузных разрядов подобны. Показано, что отличие данных режимов разрядов связано с условиями их формирования. Диффузные разряды формируются за счёт быстрых и убегающих электронов, для генерации которых следует использовать один или оба электрода с малым радиусом кривизны. При получении объёмных разрядов необходимо осуществлять предыонизацию разрядного промежутка от дополнительного источника, а также обеспечивать однородное электрическое поле между электродами.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400