В Тольятти усталость металла научились определять по «геометрии хаоса»

Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали метод прогнозирования разрушения металлов на сверхранней стадии. Специалисты использовали фрактальный анализ — т.н. геометрию хаоса, позволяющую фиксировать момент, когда внешние изменения поверхности и внутренние процессы в материале перестают быть синхронными.

По сообщениям пресс-службы ТГУ, этот разрыв служит точным индикатором того, что деталь вступила в критическую стадию предразрушения. Эксперименты на меди и никеле показали, что микроскопические дефекты и неровности образуют «самоподобные структуры» — фракталы. Пока материал работает в нормальном режиме, внешний рельеф и внутренние процессы изменяются согласованно. Как только «гармония нарушается», система подаёт сигнал, что до разрушения остаётся буквально считаное время.

Для поиска этого сигнала исследователи применили алгоритмы, которые уже используют в медицине (анализ ЭЭГ при эпилепсии), финансах (оценка волатильности), геофизике (прогноз землетрясений) и технической диагностике. Физикам ТГУ удалось выделить из общего шума деформируемого металла конкретные параметры, указывающие на опасную концентрацию напряжений. Разработка позволяет измерять степень усталости металла в физических величинах ещё до появления первых трещин.

«Исследование позволяет выявлять скрытые предвестники техногенных катастроф на сверхранних стадиях, когда традиционные методы контроля ещё не могут фиксировать дефекты. В основу открытия легло изучение "геометрии хаоса" — уникальных математических закономерностей, возникающих на поверхности и в объёме металлов при нагрузках», — сказано в сообщении пресс-службы ВУЗа.