Кандидат технических наук, начальник управления по международной деятельности МГТУ им. Г.И. Носова Дмитрий Константинов стал победителем программы Фонда содействия инновациям «УМНИК», направленной на поддержку коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых ученых. Грант в размере 500 тысяч рублей пойдет на разработку инновационной технологии производства самоадаптирующихся метизов для объектов с повышенным риском угроз техногенного характера.
Проект молодого ученого посвящен разработке технологии производства метизов из специального вида стали, применяемой в определенных сферах промышленности, в частности в автомобилестроении. Уникальные свойства такой стали при столкновении автомобилей позволяют конструкции автомобиля гасить энергию удара, спасая миллионы жизней пассажиров.
«Эти стали используются для того, чтобы при боковом ударе кузов автомобиля моментально превращался в упрочненную капсулу и не калечил людей внутри. Применение таких метастабильных сталей уже стало неотъемлемым стандартом для отрасли пассивной безопасности в автомобилестроении. Эту концепцию мы перенесли в метизную отрасль: появилась идея производить метизы, которые, благодаря локальным микроструктурным превращениям, смогут адаптироваться к сложно прогнозируемым условиям среды, внезапным и незапланированным явлениям, таким как взрывы, обрушения, землетрясения, вызывающие динамические нагрузки, вибрации», – поясняет Дмитрий Константинов.
Таким образом, самоадаптирующиеся металлические крепежные изделия под воздействием непредвиденных внешних обстоятельств смогут не разрушаться, а наоборот, моментально упрочняться в наиболее нагруженных - от взрывной волны или пульсирующих нагрузок – участках.
Новизна проекта заключается также в том, что метастабильные стали будут изготовлены в форме длинномерной заготовки, являющейся исходным материалом для огромного спектра метизов. Такие заготовки можно будет использовать при изготовлении всех видов металлических изделий промышленного и широкого назначения - гаек, болтов, шурупов, канатов и т.д. Прототипы новых метизов будут изготовлены в ближайшее время.
Область применения новых изделий охватывает объекты с повышенным риском угроз техногенного характера и потенциально опасные природные зоны. В частности, в окрестностях Магнитогорска располагается большое количество горных трасс, которые в условиях возрастающей насыщенности дорожного трафика требуют новых мер для обеспечения безопасности транспортного движения.
«Самоадаптирующиеся метизы могут быть использованы в области превентивной безопасности, в геотекстиле. Например, в системах, используемых для предотвращения схода снежных лавин или обрушения горных пород. Такие установки можно наблюдать на склонах гор, находящихся вдоль проезжих трасс, которые укреплены защитной металлической сеткой, предотвращающей падение и оползень на дороге. Другой пример – система превентивной безопасности автомобиля, в которой даже замена пары болтов аналогами с такого рода «микроструктурным предохранителем» сможет в конечном счете повлиять на безопасность конкретного пассажира, снизить металлоемкость машины или повысить ее экономичность», - уточняет Дмитрий.
Таким образом, инновационная разработка имеет высокую социальную значимость. При этом ученый подчеркивает наукоёмкость разработки. Привнесение метастабильных сталей в метизную область открывает колоссальные возможности для создания новых инженерных решений и технологических вариаций. Однако это требует и применения новых методов, в частности компьютерного мультимасштабного моделирования.
«У нас появляется очень гибкий наукоемкий инструмент для проектирования. Моделировать современные материалы без учета микроструктуры уже, как минимум, не рационально, а чаще – невозможно. Иногда без учета микроструктуры вы просто потеряете главную особенность материала как такового. Поэтому в ходе проекта будут применены современные методы, которые позволяют учитывать напряженно-деформированное состояние заготовки буквально на уровне отдельных зёрен», - дополняет Дмитрий.
Планируется, что первый промышленный эксперимент по физическому моделированию будет проведен на площадке ОАО «ММК-Метиз». В дальнейшем есть намерения заключить договоренности с производителями автомобилей и геотекстиля.
«Программа «УМНИК» дает уникальный шанс молодым изобретателям до 30 лет сделать первый шаг в направлении коммерциализации своей научной деятельности. Однако подойти к этому шагу необходимо с определенным багажом знаний и заделом. На конкурсном отборе эксперты оценивают не только коммерческую состоятельность разработки, но и ваши профессиональные навыки. Это и просто, и сложно. Времени, казалось бы, дают минимум, но это отлично заставляет ёмко и чётко донести для потенциальных инвесторов из смежных областей суть разработки. Я советовал бы испытать подобный опыт всем молодым ученым нашего вуза», - обратил внимание Дмитрий Константинов.
Грант рассчитан на два года. Финансовая поддержка пойдет на разработку технологии производства самоадаптирующихся метизов и их изготовление.
