The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является разработка алгоритма и метода расчетов гидродинамических и тепловых эффектов, термодинамических и кинетических свойств шликерной массы при затвердевании для оптимизации процесса литья высокоплотных бериллиевых керамических изделий. Исследование реологического поведения вязкопластичной шликерной массы в интервале скорости сдвига и структурообразования бериллиевой керамики при фазовом равновесии литейной системы с помощью методов математического моделирования.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жоғарытығыздықты бериллий керамикалық өнімдерін құю процесін оптимизациялау үшін шликер массасы қатуының термодинамикалық және кинетикалық қасиеттері, гидродинамикалық және жылулық құбылыстарын есептеу әдістері мен алгоритмін құру. Математикалық модельдеу ақылы құю системасының фазалық тепе-теңдігі кезінде бериллий керамикасының құрылым түзілуі мен ығысу жылдамдығы интервалында тұтқыр пластикалы шликердің реологиялық сипатын зерттеу.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является создание модели вязкопластичного течения и структурообразования шликера с подвижными границами при переходе из метастабильного состояния в равновесное состояние для оптимального управления технологическим процессом литья бериллиевой керамики. Разработка методов расчетов движущегося фазового фронта, термодинамической характеристики по энергии состояние равновесия и зависимости подвижной границы, распределения температуры от различных параметров.

Aim of work (in Kazakh) : Бериллий керамикасын құюдың технологиялық процесін оптималды басқару үшін термопласт шликерінің тұрақты агрегаттық күйі өзгеретін фазалық аралықта оның тұтқыр пластикалы ағысы мен ығысатын шекаралы құрылым түзілуі моделін құру. Қозғалмалы шекаралық шарт пен фазалық фронт, тепе-теңдік энергия күйі бойынша термодинамикалық сипатын және әртүрлі параметрлерге байланысты температура таралуын есептеу әдістерін құру.

Методы исследования (на русском) : Основными методами исследования являются корреляционный и регрессионный анализ опытных данных, для проведения вычислительного эксперимента применяются метод конечных разностей с аппроксимацией по времени способом Кранка-Никольсона и метод конечных элементов. Корреляционный и регрессионный анализ используется для обработки экспериментальных данных о теплофизических и реологических свойствах термопластичного шликера. Метод конечных разностей с аппроксимацией по времени способом Кранка-Никольсона применяется для решения стационарной математической модели течения термопластичного шликера в различных формообразующих полостях. Метод конечных элементов применяется для решения уравнений задачи с подвижной границей и определения напряженно-деформированного состояния керамических изделий. Последние две задачи будут решены с использованием специализированных программных продуктов Comsol Multiphysics и Ansys, которые основаны на методы конечных элементов.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеудің негізгі әдістері тәжірибе деректерін корреляциялық және регрессиялық талдау мен соңғы элементтер әдісі және Кранк-Никольсон әдісімен уақыт бойынша аппроксимацияланған соңғы айырымдар әдісі қолданылады. Корреляциялық және регрессиялық анализ термопласт шликерінің реологиялық және жылуфизикалық қасиеттері жайлы тәжірибелік дереуктерді өңдеу үшін қолданылады. Кранк-Никольсон әдісімен уақыт бойынша аппроксимацияланған соңғы айырымдар әдісі әртүрлі формадағы термопласт шликерінің ағысының стационар математикалық моделін шешу үшін қолданады. Соңғы айырымдар әдісі керамикалық өнімдердің кернеулі-деформациялық күйін анықтау мен қозғалмалы шекаралы есептеу теңдеуін шешуде қолданады. Соңғы есептер соңғы айырымдар әдісіне негізделген Comsol Multiphysics және Ansys аранайы программалық құралдарды қолдану арқылы шешіледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : Исследование вязкопластичного течения шликера оксида бериллия и структурообразования при фазовом переходе процесса формования изделий методами математического и термодинамического моделирования позволяет открыть новые ресурсы повышения качества отливок за счет возможности более детального отслеживания изменения реологических свойств, температурно-фазовых полей и отчетливо представить кинетику затвердевания в зависимости от режимов литья. В ходе выполнения проекта получены следующие результаты: модифицированная модель реологических и теплофизических свойств термопластичного шликера в зависимости от температуры, объемного/массового содержания связки и порошка оксида бериллия; условия полиморфного структурного перехода на основе принципа фазовой стабильности и скорости образования центров кристаллизации; разработана методика расчетов тепловых эффектов и термодинамических свойств высококонцентрированной литейной системы.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Тұтқыр пластикалы бериллий оксиді ұнтағынан жасалынған шликер ағысы мен формалау процесінің фазалық ауысу аралығындағы құрылым түзілуін математикалық және термодинамикалық модельдеу әдістерімен зерттеу, шликердің реологиялық қасиеті мен температура-фазалық өріс өзгерістерін толығымен қарастырып, құю режиміне байланысты қату кингетикасын айқын көрсетіп береді. Жоба орындалу барысында мынадай нәтижелер алынды: бериллий оксиді ұнтағы, байланыстырғыштың көлемдік/массалық мөлшері мен температураға байланысты термопласт шликерінің жылуфизикалық және реологиялық модификацияланған моделі; кристалдану орталығының түзілу жылдамдығы мен фазалық орнықтылық негізінде полиморфты құрылымдық өту шарты мен жоғары концентрациялы шликер массасының термодинамикалық қасиеттері мен жылулық құбылыстарын есептеу әдістері алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивные элементы, технологические параметры и технико-эксплуатационные показатели технологического процесса формования термопластичного шликера на основе оксида бериллия соответсвуют производственным опытным данным. Исходные данные – реологические и теплофизические свойства термопластичного шликера оксида бериллия, гранулометрический состав по фракциям частиц оксида бериллия, плотность, пластическая вязкость, предельная текучесть, теплопроводность, теплоемкость, концентрация связущего вещества, геометрические размеры фильеры для формования термопластичного шликера оксида бериллия.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бериллий оксиді ұнтағы негізіндегі термопласт шликерін формалау технологиялық процесінің конструктивті, технологиялық параметрлері мен техника-экономикалық көрсеткіштері өндірістік тәәжірибелік деректерге сәйкес келеді. Бастапқы деректерге бериллий оксиді ұнтағының физикалық қасиеттері, бөлшектер фракциясы бойынша гранулометрикалық құрамы, тығыздығы, пластикалық тұтқырлығы, аққыштығы, жылуөткізгіштігі, жылусыйымдылығы, байланыстырғыш заттардың концентрациясы мен бериллий керамикасын қалысптастыратын әртүрлі формадағы фильералардың геометриялық өлшемдері болып саналады.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения. Эмпирические зависимости реологических и теплофизических свойств – для замыкания математической и термодинамической модели процесса формования термопластичного шликера оксида бериллия. Расчетные данные для определения оптимальных условий формования керамических изделий оксида бериллия - методом горячего литья.

Level of implementation (in Kazakh) : Бериллий оксиді негізіндегі термопласт шликерін формалау процесінің Математикалық және термодинамикалық модельдерін тұйықтау үшін реологиялық және жылуфизикалық қасиеттерінің эмпирикалық тәуелділіктері. Бериллий керамикасын алу технологиялық процесін оптимизациялау шарттарын анықтаудағы сандық эксперименттер мен есептеу нәтижелері.

Efficiency (in Russian) : Основной экономический эффект достигается за счет снижения доли браковых изделии и достижения более однородного по свойствам изделия в промышленных масштабах путем предварительного определения оптимальных условий литья на основе численного моделирования процесса. Социальный эффект может быть достигнут за счет разработки эффективных автоматизированных алгоритмов расчета течения термопластичного шликера, что повышает интеллектуальный потенциал инженеров производства.

Efficiency (in Kazakh) : Негізгі экономикалық эффект сапасы төмен өнімдер мөлшерін анықтау мен процессті сандық модельдеу негізінде алдын ала оптималды шарттарды анықтау арқылы біртекті құрылымды өнімдерге қол жеткізу. Әлеуметтік эффект өндірістік инженерлердің интеллектуалды потенциалын көтеретін тұтқыр пластикалы шликер ағысы есептер алгоритмін эффективті автоматизациялауды құру арқылы қол жеткізеді.

Field of application (in Russian) : Область применения – результаты исследования будут использованы для оптимального управления технологическим процессом литья гидрометаллургического производства для снижения производственных затрат литейной системы.

Field of application (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерінің қолдану аймағы - ыстықтай құю әдісімен керамиканы формалау процесінде өндірістік шығынды төмендету мақсатында гидрометаллургиялық өндірістің құю технологиялық процесін тиімді басқару.