Технологічні методи підвищення стабільності показників якості і фізико-механічних властивостей стільникових полімерних заповнювачів для аерокосмічних конструкцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

УДК 629.12: 678.519.92

Технологічні методи підвищення стабільності показників якості і фізико-механічних властивостей стільникових полімерних заповнювачів для аерокосмічних конструкцій

Спеціальність 05.07.02 - проектування, виробництво та випробування літальних апаратів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Сливинський Михайло Володимирович

Харків 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» Міністерства освіти і науки України

Захист відбудеться 21 листопада 2008 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.04 в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського «ХАІ» за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «ХАІ», 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17

Автореферат розісланий 9 жовтня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої поради О.М. Застела

полімерний стільниковий заповнювач

Анотація

Технологічні методи підвищення стабільності показників якості і фізико-механічних властивостей стільникових полімерних заповнювачів для авіакосмічних конструкцій. Дисертація є рукописом, представленим на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.02 - проектування, виробництво і випробування літальних апаратів. - Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”, Харків, 2008 р.

Дисертація містить загальний класифікатор технологічних дефектів, що формує якість стільникових конструкцій (СК), багаторівневу структурну класифікацію дефектів стільникових заповнювачів (СЗ) із полімерних паперів (ПП), що виникають на різних стадіях їх виробництва, яка базується на ньому.

Запропоновано фізичні і математичні моделі та методи, що їх реалізують, для визначення факторів, що породжують дефекти, які пов'язані з електризацією ПП і нерівномірним тепло- і масоперенесенням зв'язуючого по довжині каналів стільників на завершальній стадії виробництва СЗ. Запропоновані ефективні методи і способи зниження або усунення цих дефектів.

Результати дисертації впроваджено в УкрНДІТМі та застосовуються в навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є Жуковського “Харківський авіаційний інститут”.

Ключові слова: виробництво стільникових заповнювачів із полімерних паперів, класифікація технологічних дефектів, способи зниження дефектів впливу електризації і нерівномірного масоперенесення.

Аннотация

Сливинский М.В. Технологические методы повышения стабильности показателей качества и физико-механических свойств сотовых полимерных заполнителей для аэрокосмических конструкций. Диссертация является рукописью, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.02 - проектирование, производство и испытания летательных аппаратов. Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”, Харьков, 2008 г.

Диссертация посвящена разработке научно обоснованных технологических методов снижения дефектов и повышения показателей качества сотовых заполнителей (СЗ) из полимерных бумаг (ПБ) и их физико-механических свойств для авиакосмической техники (АКТ).

Содержит теоретические и практические результаты, включающие в себя анализ состояния проблемы повышения качества СЗ из ПБ, особенности их производства, оценку качества, предопределяемого технологическими дефектами, возникающими в процессе выполнения операций.

Впервые разработаны принципы классификации, общий классификатор дефектов, формирующий качество сотовых конструкций, на основе которого синтезирована многоуровневая структурная классификация дефектов СЗ из ПБ, позволившие научно обоснованно установить причинно-следственную связь между природой их появления и видами проявления в изделии, связанными с электростатическими явлениями и неравномерным массопереносом состава связующего.

Предложены физические и математические модели растекания капли связующего на поверхности незаряженной и заряженной электростатическим зарядом ПБ и реализующий их метод определения электростатической силы, вызывающей дефекты СЗ.

Разработан новый метод устранения дефектов нанесения клеевых полос на ПБ, основанный на специальном подборе значений вязкости связующего и скорости перемещения ПБ, обеспечивающих степень растекания клея, соответствующую отсутствию электростатической силы, а также модифицированный способ нейтрализации статического электричества скользящими по заряженной поверхности ПБ заземленными металлическими щетками.

Предложен новый эффективный способ облучения ПБ потоком ультрафиолетового излучения ртутно-кварцевыми лампами низкого и сверхвысокого давления.

Исследован временной режим высокотемпературной обработки сотоблоков из ПБ в аэродинамической печи, в результате чего вскрыты механизмы образования дефектов неравномерного тепло- и массопереноса по длине каналов сотов.

Предложен метод устранения поверхностных дефектов сотоблоков, связанных с неполной полимеризацией связующего, а также математическая модель для определения толщины его слоя вдоль каналов сотов, которая дает возможность реализовать допуск на ФМХ СЗ из ПБ, обеспечивающий их высокое качество.

Результаты диссертации внедрены в УкрНИИТМе и используются в учебном процессе Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт».

Ключевые слова: производство сотовых заполнителей из полимерных бумаг, классификация технологических дефектов, способы снижения дефектов влияния электризации и неравномерного массопереноса.

Summary

Slivinskiy M.V. Technological methods of quality performance and mechanical property stability increase and of polymeric honeycomb for an aviakosmic structures. Thesis is a manuscript presented for the application for scientific degree of candidate of technical sciences by spaciality 05.07.02 - Designing, manufacturing and testing of aircrafts. National Aerospace University named after Zhukovsky N.E «KhAI», Kharkov, 2008.

The thesis contains technological defects general classifier, forming quality of honeycomb structures, based on him multilevel honeycomb defects structural classification from polymeric papers, appearing on different stages of their production.

Physical and mathematical models and methods of their realization for determination of factors, originative the defects related to the polymeric papers electrization and uneven connective heat and mass translate on length of channels of honeycomb on the final stage of the honeycomb production, are offered. The effective methods of reduction or elimination of these defects are offered.

The results of dissertation are implemented in UkrSRITMe and used in the educational process of the National Aerospace University named after Zhukovsky N.E. «Kharkov aviation institute».

Keywords: polymeric papers honeycomb manufacturing, technological defects classification, decline of defects of electrization and uneven masstranslate influencing methods.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Зниження маси конструкцій авіакосмічної техніки (АКТ), вартість 1 кг якої у польоті складає 1...1,5 тис. $ США для літака і 10...100 тис. $ США для космічних апаратів, є комплексною проблемою першорядної ваги, яка вирішується застосуванням нових конструкційних матеріалів - високоміцних сплавів і полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) і високоефективних конструкторсько-технологічних рішень, серед яких широке впровадження отримали тришарові стільникові конструкції (СК).

Найширше застосування в СК АКТ отримали стільникові заповнювачі (СЗ) з металевої фольги і полімерних паперів (ПП), причому об'єм використовування останніх перманентно зростає.

В той же час на різних операціях виготовлення СЗ в них виникають і нагромаджуються різні технологічні недосконалості і дефекти, що приводять до зниження їх фізико-механічних характеристик (ФМХ) - основних показників якості СЗ, внаслідок чого знижується і несуча здатність СК.

Якщо останніми роками дефекти СЗ з металевої фольги достатньо глибоко вивчені і розроблені методи їх зниження або повного усунення, то дефекти СЗ з ПП, що мають ряд специфічних особливостей, пов'язаних з природою їх виникнення, практично не досліджені. Відсутня класифікація цих дефектів, що викликає труднощі обґрунтованого призначення допусків на відхилення різних технологічних параметрів від нормативних.

У зв'язку з цим розробка класифікації дефектів СЗ з ПП і технологічних методів підвищення стабільності показників якості і ФМХ стільникових заповнювачів для аерокосмічних конструкцій і зниження їх маси є актуальною проблемою.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В основу дисертації покладено матеріали, які узагальнюють дослідження, виконані автором в рамках держбюджетних тем Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «ХАІ» Д403-32/2003 «Розробка теоретичних основ технологічної механіки стільникових конструкцій для аерокосмічної техніки» № ДР 0103U004091 і Д403-32/2006 «Розробка наукових основ проектування і виробництва композитних конструкцій авіаційно-космічної техніки» № ДР 0106U001060 Міністерства освіти і науки, а також планів і тем ВАТ «Український науково-дослідний інститут технології машинобудування» (УкрНДІТМ), направлених на виконання Державної комплексної програми розвитку авіаційної промисловості України до 2010 року, затвердженої Постановою Кабінету міністрів України № 1665-25 від 12.01.01, і Загальнодержавної (Національної) космічної програми України на 2003-2007 рр.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертації є підвищення якості СЗ з ПП для відповідальних СК АКТ шляхом виявлення технологічних дефектів, що виникають в процесі виробництва і розробка методів їх зниження.

Для досягнення цієї мети в дисертації сформульовані і вирішені наступні задачі:

Проведено аналіз стану проблеми забезпечення стабільності показників якості і ФМХ СЗ із ПП.

Розроблено принципи класифікації і класифікатор технологічних дефектів СЗ з ПП, які дозволили встановити причинно-наслідковий зв'язок між природою їх появи і видом прояву у виробі.

Досліджено вплив статичної електризації ПП на виникнення дефектів СЗ на різних операціях їх виробництва і розроблено метод і технологічні засоби зниження її впливу.

Досліджено процес виникнення нерівномірного тепло- і масоперенесення зв'язуючого уздовж довжини каналів СЗ в операціях просочення і сушки і розроблений метод визначення товщини шару зв'язуючого.

Розроблені методи, способи і рекомендації по вдосконаленню технології виготовлення СЗ з ПП для виробів АКТ упроваджені на промисловій лінії їх виробництва у ВАТ УкрНДІТМ.

Об'єкт дослідження - процес виготовлення СЗ з ПП для конструкцій авіакосмічного призначення.

Предмет дослідження - моделі і методи виявлення та виключення причин виникнення технологічних дефектів в процесі виробництва СЗ з ПП.

Методи дослідження. При розробці і обґрунтовуванні багаторівневої класифікації технологічної недосконалості і дефектів СЗ з ПП (розділ 2) використані методи системного аналізу, математичної логіки і теорії класифікацій. При аналізі впливу статичної електризації ПП на виникнення дефектів СЗ і розробці способів їх нейтралізації (розділ 3) використовувалися експериментальні і теоретичні методи електродинаміки (електризація і поляризація діелектриків) закономірності механізмів кінетики перетворень полімерів. При дослідженні режиму термообробки сотоблоков і явища масоперенесення складу просочення в каналах стільників (розділ 4) використовувалися методи нерівноважної термодинаміки (випаровування, конденсація, взаємна дифузія компонентів зв'язуючого), гідродинаміки в тонких шарах рідкого зв'язуючого, температурних вимірювань, ваговий метод.

Наукова новизна отриманих результатів. Найістотнішими елементами наукової новизни результатів є наступні.

Вперше запропоновані принципи класифікації технологічних дефектів СК з ПКМ, які дозволили встановити взаємооднозначну відповідність між операціями промислового виробництва СЗ з ПП, типом і характером виникаючих в них дефектів.

Запропоновано нові математичні моделі розтікання краплі зв'язуючого на незарядженій і зарядженій електростатичним зарядом поверхні ПБ що дозволило визначити величину електростатичної сили, сумірної з силами поверхневого натягнення.

Вперше запропонований ефективний технологічний метод усунення дефектів нанесення клейових смуг на ПП варіюванням параметрами процесу.

Виявлено закономірності нерівномірного тепло- і масоперенесення зв'язуючого уздовж довжини стільникового каналу обумовлені його гідродинамічним рухом, що викликається градієнтами температури, густини зв'язуючого і його коефіцієнта поверхневого натягнення. Запропонований метод визначення товщини шару зв'язуючого уздовж каналів стільників, який дозволяє технологічними засобами понизити нерівномірність масоперенесення, забезпечивши потрібний допуск на ФМХ СЗ з ПП.

Практичне значення отриманих результатів.

Розроблені класифікатор технологічних дефектів СК з ПКМ і багаторівнева класифікація СЗ з ПП дозволяють нормувати допуски на всі види дефектів з урахуванням їх впливу на експлуатаційні характеристики і вимог до них для СК АКТ.

Експериментально встановлені витоки виникнення статичної електризації по всій технологічній лінії виробництва СЗ з ПБ, що викликають формування дефектів.

Запропоновані ефективні практичні рекомендації і способи нейтралізації статичної електризації і зниження нерівномірного масоперенесення на окремих ділянках технологічної лінії виробництва СЗ з ПП (застосування заземленої металевої сітки над просочувальною ванною, різних нейтралізаторів зарядів, реконструкція контейнера високотемпературної сушки сотоблоків та ін.), що дозволило забезпечити стабільність показників якості СЗ з ПП.

Основні результати і рекомендації роботи реалізовані в УкрНДІТМі при виробництві СЗ з ПП для виробів АКТ, що дозволило істотно понизити об'єм технологічної підготовки виробництва за рахунок скорочення експериментальних досліджень пов'язаних із забезпеченням високих ФМХ заповнювача і їх стабільності як основних показників його якості.

Особистий внесок претендента. В основу розробки загальної проблеми нормування допусків в технології виробництва СЗ з ПКМ для АКТ [3] і їх класифікації [5] покладено ідеї наукового керівника, а їх реалізація належить претенденту. При аналізі впливу статичної електризації ПП на виникнення дефектів СЗ в процесі їх виробництва і розробці фізичних і математичних моделей [1-2, 4, 6], а також в дослідженнях режиму термообробки сотоблоків і явища масоперенесення складу просочення в каналах стільників [7-8] результати отримані спільно із співавторами, вказаними в публікаціях. Результати дослідження локальної міцності СЗ з ПП [9], класифікації дефектів [10] і розробки технологічного методу їх усунення [11] належать особисто автору.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати роботи докладалися автором на 17-ти міжнародних конференціях і конгресах, у тому числі: «Людина і космос» (м. Дніпропетровськ, 2003-2005 рр.); «Нові матеріали і технології» - НМТ-2004 (м. Москва, 2004 р.); «Композиційні матеріали в промисловості» (Славполіком) (м. Ялта, 2003-2007 рр.); «Університетські мікросупутники - перспективи і реальність» (м. Евпаторія (НЦ УІКЗ), 2006 р.); «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні» ІКТМ (м. Харків, НАКУ «ХАІ», 2003-2007 рр.); міжнародних конгресах з аеронавтики (55-й - 2004 - Ванкувер, Канада; 56-й - 2005 - Японія; 57-й - 2006 - Валенсія, Іспанія; 58-й - 2007 - Хидерабад, Індія).

Публікації. Зміст роботи опублікований в 20 статтях і 22 тезах докладів. Основні результати містяться в 11 публікаціях в журналі і збірках наукових робіт, рекомендованих Переліком ВАК України.

Структура і об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків і Додатку, викладена на 192 стор. машинописного тексту, включаючи 146 сторінок основного, 74 рисунки, 10 таблиць, списку використаних джерел з 117 найменувань.

2. Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, її наукова новизна і практична значущість результатів, особистий внесок автора, приведені відомості про апробацію, публікації і структуру роботи.

В першому розділі проведений огляд і аналіз стану проблеми застосування СЗ з ПП в конструкціях АКТ, приведені загальні дані щодо технологічних дефектів, які виникають в процесі його виробництва та знижують якість СК, сформульована мета і задачі дисертації.

Другий розділ присвячений розробці концептуального підходу до класифікації і класифікатора технологічних дефектів СК з ПКМ, який охоплює чотири класи, що формують якість виробів (рис. 1) а також заснована на цьому підході багаторівнева класифікація СЗ з ПП. Класифікатор СЗ з ПП дозволив встановити взаємо однозначну відповідність між операціями технологічного процесу виробництва заповнювачів і типом і характером виникаючих в них дефектів, а також виділити два типи дефектів СЗ з ПП не виникаючих у виробництві СЗ з металевої фольги і зумовлюючих якість СЗ з ПП: електростатичні поля що викликані нерівномірним тепло- і масоперенесенням уздовж каналів стільників апретуючого складу і зв'язуючого в процесі полімеризації і сушіння сотоблоків, які вносять істотний внесок в розсіяння ФМХ СЗ з ПП.

Розроблена принципова схема реалізації класифікатора технологічних дефектів СЗ з ПП СК АКТ для підвищення їх якості.

Рис. 1 Класифікатор технологічних дефектів стільникових конструкцій з полімерних композиційних матеріалів

Розділ 3 присвячений аналізу впливу статичної електризації ПП на виникнення дефектів СЗ в процесі їх виробництва.

З метою виявлення причин виникнення і накопичення електростатичних зарядів на поверхні ПП розроблені лабораторний стенд, методики визначення статичних зарядів і їх густини на ПП проведено дослідження процесів змочування і розтікання зв'язуючого на ПП на цьому стенді, а також електризації ПП на технологічній лінії виробництва СЗ і визначені операції, на яких виникають дефекти на сотоблоках унаслідок електризації.

Встановлено, що поляризація рідкого діелектрика складу просочення на зарядженій поверхні ПБ з густиною заряду приводить до появи пов'язаних з рідиною поляризованих електричних зарядів. Взаємодія цих зарядів викликає появу електростатичної сили, що збільшує ступінь розтікання зв'язуючого по поверхні ПБ.

На основі експериментальних досліджень процесів змочування і розтікання зв'язуючого по поверхні ПП запропоновані фізичні моделі розтікання краплі зв'язуючого на незарядженій (рис. 2) і зарядженій статичним зарядом (рис. 3) поверхні ПП.

Проведене в розділі математичне моделювання взаємодії поляризованих і зв'язаних зарядів дозволило розрахувати величину електростатичної сили, остаточне значення якої має вигляд:

, (1)

. (2)

Параметри, що входять в (1) і (2), показані на рис. 4, який демонструє схему розрахунку напруженості електростатичного поля тонкого зарядженого кільця, яке лежить в площині відліку в центрі плями просочення, що розтікається . Тонке заряджене мікрокільце із зв'язаними зарядами знаходиться в паралельній площині .

Обчислення інтеграла (1) знаходилося чисельним методом за формулою Симпсона. На рис. 5 приведений графік зміни електростатичної сили на межі плями просочення при його розтіканні для заданих значень вказаних параметрів від густини заряду на ПП.

Рис. 5 Залежність електростатичної сили, діючої на одиницю довжини периметра плями просочення, від густини заряду на ПБ: = 10-8 м; = 0,9296· Кл/м2; = 1,5·10-3 м; = 5·10-3 м; = 2·10-3 м

Розрахункове значення порівняно по величині з силами поверхневого натягнення, що і стало причиною ряду дефектів СЗ з ПП, зокрема - нанесення клейових смуг.

Для усунення цього типу дефектів в розділі запропонований і обґрунтований технологічний метод, що полягає в розрахунку значення в'язкості клею і швидкості переміщення ПП , які забезпечують інтегральний ступінь розтікання клею необхідну для збереження ширини смуг в межах допуску в умовах практично незмінної електростатичної сили.

Показано, що максимальне збільшення в'язкості в порівнянні з його оптимальним значенням в 1,4 рази і таке ж збільшення швидкості нанесення клейових смуг в порівнянні з оптимальною не приводить до помітного погіршення характеристик цієї технологічної операції. Тоді відносне зниження сили поверхневого натягнення може скласти

0,08 (3)

де - довжини периметра плями змочування при оптимальній і збільшеній в'язкості клею.

Таким чином, ступінь розтікання клею, зумовлюваний сумою сили поверхневого натягнення і електростатичної сили, практично знаходить значення, відповідне умові відсутності електризації. В розділі проведений аналіз можливих засобів нейтралізації статичної електрики на ділянках появи ініційованих їм дефектів на сотоблоках і показано що найефективнішими з них є модифікований нами метод ковзаючих по зарядженій поверхні ПП металевих щіток, а також запропонований в дисертації новий засіб опромінювання зарядженої поверхні потоком ультрафіолетового випромінювання.

На закінчення розділу приведена наближена методика аналітичного розрахунку режиму розсіювання зарядів нейтралізаторами.

Четвертий розділ присвячений дослідженням тимчасового режиму термообробки сотоблоків і явища масоперенесення складу просочення в каналах стільників в аеродинамічній печі, де встановлювалися сотоблоки з різною густиною. Знайдене істотне (-20єС) відставання температури в щільному пакеті сотоблоків і ослаблення в ньому інтенсивності теплоперенесення (рис. 6), що приводить до неповного завершення високотемпературної сушки і, як наслідок до появи дефектів у вигляді неповної полімеризації сотоблоків, що виявляються в нерівномірному їх забарвленні з ясно-жовтими і світло-коричневими плямами (рис. 7).

Рис. 7 Характер дефектів на сотоблоках

Встановлено, що в'язкість зв'язуючого в процесі високотемпературної сушки сотоблоків в печі знижується в діапазоні температур нагріву 20...100єС, що збільшує його рухливість в рідкому шарі. Утворюється нерівномірна товщина шару зв'язуючого уздовж довжини стільникового каналу обумовлена гідродинамічним його рухом, що викликається градієнтами густини, поверхневого натягнення і температури в тонкому шарі складу просочення (рис. 8).

В результаті ФМХ СЗ виявляються різними по товщині сотоблока. В таблиці 1 приведені результати випробування на стиснення і визначення об'ємної маси трьох серій зразків СЗ, вирізаних з різних зон по товщині сотоблока.

Як видно з таблиці міцність при стисненні СЗ в партіях з надміром зв'язуючого і його недоліком відрізняються в 2,25 рази.

В роботі запропонований метод визначення товщини шару зв'язуючого уздовж каналів стільників , заснований на рішенні лінійного рівняння Навье-Стокса для нестискуваної рідини при стаціонарній течії і малих числах Рейнольдса

, (4)

де - тиск в рідкому шарі, що задається у вигляді

, (5)

- атмосферний тиск на вільній поверхні рідкого шару.

Фізико-механічні характеристики СЗ ПСП-1-2,5-45

При заданому законі розподілу густини і коефіцієнта поверхневого натягнення уздовж координати в лінійному вигляді отриманий закон розподілу товщини шару просочення

, (6)

де - коефіцієнт, - максимальна товщина шару просочення.

Порівняння даних, отриманих розрахунком по формулі (6), з експериментальними приведено на рис. 9.

Теоретична модель масоперенесення дозволила розкрити механізми формування нерівномірного шару просочення на етапі сушки при виробництві СЗ з ПП, використовуючи які і технологічні можливості регулювання характеристик зв'язуючих забезпечити потрібний допуск на ФМХ СЗ з ПП.

У п'ятому розділі приведені форми і характер використовування і упровадження результатів дисертації на базовому підприємстві України - УкрНДІТМі, який забезпечує вітчизняну галузь СЗ з ПП для СК АНТК «Антонов», ДКБ «Південне» ім. М.К. Янгеля, ХДАВП і ін., а також поставляє цю продукцію на підприємства АКТ Росії.

Упровадження результатів і рекомендацій по реалізації запропонованих в роботі методів зниження технологічних дефектів і підвищення якості СЗ з ПБ для конструкцій АКТ забезпечило підвищення їх ФМХ на 20…30 %.

Висновки

Відповідно до поставленої мети і задач в дисертації отримані наступні результати.

1. На основі синтезу досвіду промислового виробництва СЗ і СК і загальної теорії класифікацій вперше розроблений класифікатор дефектів, що формують якість СК: несучих шарів СК, вузлів їх з'єднань і зв'язків стільників з обшивками.

Цей класифікатор став основою для розробленої в дисертації багаторівневої структурної класифікації дефектів СЗ з ПП, яка дозволила причинно-наслідковий зв'язок між природою їх появи і видом прояву у виробі, а також виділити два типи дефектів пов'язаних з електростатичними явищами і нерівномірним масоперенесеням апретуючого складу і зв'язуючого, зумовлюючих якість заповнювачів із паперу.

2. Вперше запропоновано ефективний технологічний метод усунення дефектів нанесення клейових суг на ПП, який полягає в розрахунку значень в'язкості клею і швидкості переміщення полімерного паперу, що забезпечують інтегральну ступень розтікання клею, яка необхідна для збереження ширини смуг в межах допуску при дії електростатичної сили, а також: модифікований спосіб нейтралізації статичної електрики ковзаючими по зарядженій поверхні паперу металевими щітками; новий спосіб опромінення поверхні ПП потоком ультрафіолетового випромінювання ртутно-кварцовими лампами низького і надвисокого тиску типу СВДШ.

3. На основі експериментальних досліджень процесу змочування зв'язуючим поверхні ПП запропоновані нові математичні моделі розтікання його краплі на незарядженій і зарядженій електростатичним зарядом поверхні ПП, які дозволили визначити величину електростатичної сили, порівнянної з силами поверхневого натягнення і збільшуючу ступінь розтікання, викликаючи дефекти СЗ.

4. Виявлені закономірності нерівномірного тепло- і масоперенесення зв'язуючого уздовж довжини стільникового каналу, обумовлені його гідродинамічним рухом, що викликається градієнтами температури, густини зв'язуючого і його коефіцієнта поверхневого натягнення. Запропонований метод визначення товщини шару зв'язуючого уздовж каналів стільників, що дозволив розкрити механізми його формування, використовуючи які спільно з технологічним регулюванням характеристик зв'язуючого реалізується можливість забезпечення потрібного допуску на ФМХ стільникового заповнювача.

5. Результати дисертації у вигляді запропонованих нових методів і способів зниження або нейтралізації електростатичних зарядів і заходів по забезпеченню стабільності масо переносу на відповідних технологічних ланках промислової лінії виробництва СЗ із ПП впроваджені в УкрНДІТМі, який постачає їх для підприємств аерокосмічного профілю, що забезпечило підвищення їх ФМХ на 20…30 % і суттєве зниження їх розкиду.

Основні положення дисертації відображені в наступних публікаціях

1. Гайдачук А.В. Накопление электростатического заряда при производстве сотового заполнителя из полимерной бумаги «Nomex» / А.В. Гайдачук, Е.К.Островский, М.В.Сливинский // Авиационно-космическая техника и технология. - науч.-технич. журнал Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 2(10). - Х., 2004. - С. 43-48.

2. Гайдачук А.В. Математическое моделирование электростатических процессов на границе поляризованного диэлектрика / А.В. Гайдачук, Е.К. Островский, М.В. Сливинский, А.А. Таран // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 37(2). - Х., 2004. - С. 7-16.

3. Гайдачук В.Е. О проблеме допусков в технологической механике сотовых заполнителей и конструкций / В.Е. Гайдачук, С.М. Мельников, М.В. Сливинский // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 39(4). - Х., 2004. - С. 35-48.

4. Гайдачук А.В. Электрическое поле заряженного кольца / А.В. Гайдачук, Е.К. Островский, М.В. Сливинский, А.А. Таран // Система обработки информации: сб. науч. тр. Харьк. воен. ун-та. - Вып. 5. - Х., 2004. - С. 42-48.

5. Гайдачук А.В. Технологические дефекты сотовых конструкций из полимерных композиционных материалов / А.В. Гайдачук, М.В. Сливинский // Авиационно-космическая техника и технология: - науч.-технич. журнал Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 4(20). - Х., 2005. - С. 5-8.

6. Гайдачук А.В. Моделирование процесса взаимодействия поляризованных зарядов в диэлектриках при изготовлении сотового заполнителя из полимерной бумаги / А.В. Гайдачук, Н.В. Гурьев, Е.К. Островский, М.В. Сливинский // Авиационно-космическая техника и технология: науч.-технич. журнал Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 3(19), - Х., 2005. - С. 5-12.

7. Гайдачук А.В. Исследование массопереноса компонентов связующего при изготовлении сотовых заполнителей из полимерной бумаги «Nomex» / А.В. Гайдачук, М.В.Сливинский, Е.К. Островский // Авиационно-космическая техника и технология: науч.-технич. журнал Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ».- Вып. 4(30). - Х., 2006. - С. 5-10.

8. Гайдачук А.В. Формирование слоя связующего на поверхности полимерной бумаги в процессе пропитки сотовых заполнителей / А.В. Гайдачук, М.В.Сливинский, Е.К. Островский // Авиационно-космическая техника и технология: науч.-технич. журнал Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 3(39). - Х., 2007. - С. 5-8.

9. Сливинский М.В. Локальная механическая прочность и объемная масса сотовых заполнителей из полимерной бумаги «Nomex» на различных участках массопереноса связующего / М.В. Сливинский // Эффективность сотовых конструкций в изделиях авиационно-космической техники: сб. матер. II международ. науч.-практ. конф. 23-25 мая 2007 г. - Днепропетровск, 2007. - С. 176-178.

10. Сливинский М.В. Классификация технологических дефектов сотовых заполнителей из полимерных бумаг и пути ее реализации для повышения их качества / М.В. Сливинский // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 36. - Х., 2007. - С. 85-99.

11. Сливинский М.В. Технологический способ устранения дефектов нанесения клеевых полос при производстве сотовых заполнителей из полимерной бумаги / М.В. Сливинский // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 2(49). - Х., 2007. - С. 34-37.

Размещено на Allbest.ru