Технологія формування листових панелей із полімерних композиційних матеріалів з регламентованими характеристиками
Огляд методу визначення технологічних параметрів процесу формування композиційних матеріалів для отримання найбільш ефективної конструкції з ПКМ. Визначення температурної та часової залежності процесу формування виробу. Оцінка впливу ФУП та ПКМ.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 06.11.2013 |
Размер файла | 67,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Технологія формування листових панелей із полімерних композиційних матеріалів з регламентованими характеристиками
Спеціальність: Проектування, виробництво та випробування літальних апаратів
ВАМБОЛЬ ОЛЕКСІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ
Харків, 2008 рік
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність проблеми. Останнім часом значно збільшилася частка елементів конструкцій з полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) у літальних апаратах (ЛА). Впровадження ПКМ в елементи конструкцій ЛА зумовлює зниження маси конструкції, а також надає можливість отримати конструкцію зі специфічними властивостями (радіопрозорістю, вібростійкістю, низькою теплопровідністю тощо). Однак збільшення обсягів застосування ПКМ у відповідальні деталі ЛА гальмується, зокрема, за рахунок нестабільності властивостей конструкцій (відхиленням від габаритів, структури, властивостей ПКМ). У більшості випадків це має місце через недостатньо обґрунтовані параметри технологічного процесу виготовлення.
Одним із головних технологічних процесів (ТП) при виробництві виробів із ПКМ є процес формування, що дозволяє одержати необхідні властивості матеріалу конструкції, що формується, однак при цьому характеризується великою енергоємністю.
У процесі формування у виробі виникає напружено-деформований стан (НДС), який може призвести до того, що виріб після формування буде непридатним до експлуатації. Виникнення НДС обумовлено впливом різноманітних чинників, таких, як нерівномірний розподіл конверсійного і температурного полів в пакеті ПКМ, що формується, анізотропії, яка притаманна КМ, явищ, пов'язаних зі зміною молекулярної структури речовини тощо. Таким чином, виникає потреба визначення раціональних параметрів технологічного процесу формування (ТПФ) виробів із ПКМ.
На даний час температурно-часові режими, що застосовуються на більшості підприємств, достатньо енергоємні та тривалі за часом, до того ж іноді отриманий виріб має такі технологічні напруження та деформації, які при подальшому використанні стають просто недопустимими. Незважаючи на те, що з даної проблеми є ряд розробок, в цілому ж методика проектування ТПФ відсутня.
Таким чином, розробка методики визначення технологічних параметрів формування виробів із ПКМ, які б надавали змогу отримувати конструкцію з заданими властивостями залежно від умов експлуатації, є актуальною задачею.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Подана дисертація є частиною НДР, проведених у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”.
До загальних основ дисертаційної роботи покладені матеріали досліджень, які виконані автором у рамках реалізації тем “Розробка теорії оптимального проектування неоднорідно-навантажених вузлів а агрегатів літаків із композиційних матеріалів на базі узагальнених математичних моделей” Д/Р 0103U004090 та “Створення наукових основ проектування та виробництва композиційних конструкцій аерокосмічної техніки” Д/Р 0106U001060.
Мета і завдання дослідження є отримання конструкції з ПКМ з регламентованими характеристиками при мінімальних затратах енергії та часу. Для досягнення сформульованої мети в дисертації були поставлені і вирішені такі задачі:
1. Розроблено методику визначення температурно-часової залежності процесу формування для одержання виробу з регламентованим ступенем ствердіння за мінімальний час;
2. Вдосконалено методику оцінки технологічного НДС у виробі із ПКМ, що враховує умови розігріву або охолодження та вплив температури на ФМХ матеріалу під час формування;
3. Розроблено аналітичну модель визначення технологічних параметрів процесу формування (температура, час, тиск) з метою одержання виробу із заданими характеристиками;
4. Розроблена методика визначення технологічних параметрів процесу формування впроваджена в організаціях, що займаються розробкою та виробництвом виробів із ПКМ.
Об'єктом дослідження є технологія виробництва елементів конструкцій ЛА з ПКМ.
Предметом дослідження є наукове забезпечення ефективності технологічного процесу формування виробів із ПКМ.
Методи дослідження. Кінетика процесу формування ПКМ досліджена на базі експериментальних даних, отриманих стандартними методами хімічного та електрофізичного аналізів. Дослідження НДС виробів із ПКМ проводилося на основі лінійної теорії термопружності анізотропного тіла. Вплив температури на фізико-механічні й теплові характеристики досліджувався на базі даних, отриманих стандартними методами. Експериментальні дослідження проводилися в лабораторних умовах з використанням стандартного устаткування, приладів і пристосувань.
Наукова новизна одержаних результатів дисертації:
1. Вперше синтезовано математичну модель, що описує головні процеси, які відбуваються в матеріалі під час проведення процесу формування. Також проаналізовано їх вплив на формування НДС у виробів із ПКМ;
2. Запропоновано новий підхід до визначення технологічного НДС з урахуванням прогріву та змін ФМХ матеріалу в процесі формування;
3. Вдосконалено методику визначення технологічних параметрів процесу формування (температура, час, тиск) з урахуванням зміни фізико-механічних теплових і реономних властивостей компонентів ПКМ.
Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених досліджень дозволять визначити раціональні параметри ТПФ, виходячи з регламентованого НДС і мінімальних витрат, що в свою чергу приведе до поліпшення якості готового виробу, а також дозволить знизити його собівартість.
Особистий внесок здобувача. Основна частина реалізуючи ідей, теоретичних і практичних розробок дисертації належить особисто здобувачу. До їх числа входять: аналітичне рішення хемов'язкістної задачі, нові підходи до вибору технологічних параметрів процесу формування, визначення технологічного НДС з урахуванням умов розігріву та охолодження виробу, який формується, що підтверджено двома статтями без співавторства. До основи загальної концепції дисертації покладено ідеї наукового керівника доцента Шевцової М.А., у співавторстві з якою було опубліковано дві статті, отримано авторське свідоцтво, а також здійснено ряд апробацій частини робіт на конференціях.
Апробація результатів дисертації. Основні положення та теоретичні результати роботи доповідалися автором на міжнародній науково-технічній конференції “Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні” (м. Харків, 2003, 2004, 2005, 2006 рр.), міжнародній науково-практичній конференції “Людина і космос” (м. Дніпропетровськ, 2004 р.), VII міжнародній конференції “Математичні проблеми механіки неоднорідних структур” (м. Львів, 2006 р.), XV міжнародній науково-практичній конференції “MicroCAD 2007” (м. Харків, 2007 р.).
Публікації. Основний зміст дисертації викладено у чотирьох статтях в збірках наукових праць переліку ВАК України, одному авторському свідоцтві та семи тезах доповідей.
Структура та обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 148 сторінках, що містять 126 сторінок основного тексту, 83 ілюстрації, 14 таблиць, список використаних джерел з 108 найменувань. Робота складається з введення, п'яти розділів і висновків.
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
технологічний панель полімерний
У вступі стисло відображено актуальність теми дисертації, мета та задачі дослідження, наукову новизну, особистий внесок автора, наукове та практичне значення отриманих результатів.
У першому розділі наведено літературний огляд новітніх принципів процесу формування, вплив розподілу температурного та конверсійного полів у пакеті ПКМ, зв'язок фізико-хімічних властивостей від температури, а також реономних процесів, що відбуваються у матеріалі під час термообробки. У розділі проаналізовано існуючі моделі, що описують процеси, які відбуваються в матеріалі, що формується, виявлено переваги та недоліки. Визначено, що жодна з наведених методик не висвітлює в повному обсязі процеси, що відбуваються в матеріалі під час формування. До того ж не відображено взаємний зв'язок між технологічними параметрами процесу та напружено-деформованим станом, який виникає в конструкції, що формується. Зроблено висновки щодо сучасних методів вибору технологічних параметрів процесу формування виробів із ПКМ.
В цьому ж розділі сформульовано мету та задачі дослідження.
У другому розділі наведено результати досліджень головних фізико-хімічних процесів, які відбуваються у матеріалі під час формування на етапі розігріву пакета ПКМ.
Проаналізовано ряд моделей, що описують конверсійне поле під час процесу формування. З наданих моделей було обрано модель (1):
(1)
Тут визначають таким чином:
(2)
Де:
tГ, tП, ТГ, ТП - час і температура гелеутворення та полімеризації відповідно;
t - час;
T(r,t) - температура;
с1, с2, с3, - коефіцієнти, отримані експериментальним шляхом.
Обрана залежність (1) дає змогу визначити ступень ствердіння в будь-який момент часу при заданій температурі, а також вибрати швидкість розігріву пакету ПКМ за умови досягнення регламентованого ступеня ствердіння при мінімальних витратах часу.
Наведена модель з достатньою точністю описує зміну ступеня ствердіння пакету ПКМ під час формування, крім того обрана модель є зручною для проведення розрахунків у виробництві.
Проведено дослідження виникнення НДС у пакеті ПКМ на етапі розігріву. НДС на початковій стадії розігріву пакета ПКМ пов'язана з усадкою в матеріалі, напруження мають негативні значення, матеріал знаходиться у стані всебічного стиснення.
При досягненні ступеня ствердіння 60-70%, коли головним чинником виникнення НДС стає температура, напруження набувають позитивні значення, відбувається всебічне розширення матеріалу.
Таблиця 1. - Значення ступеня ствердіння залежно від температури та часу ствердіння для зв'язуючих ЛБС-4, 5-211Б, ЭНФБ:
Зв'язуюче |
T, °C |
t, хв |
, % |
Екс, % |
Д, % |
|
ЛБС-4 |
100 |
150 |
1,8 |
2 |
10 |
|
120 |
190 |
15 |
12 |
19 |
||
140 |
230 |
62 |
71 |
14 |
||
150 |
250 |
95 |
85 |
11 |
||
160 |
270 |
100 |
99,99 |
~ 0 |
||
5-211Б |
80 |
25 |
6 |
5 |
13 |
|
100 |
35 |
23 |
19 |
15 |
||
120 |
45 |
49 |
49 |
~ 0 |
||
140 |
55 |
86 |
82 |
4 |
||
155 |
65 |
100 |
99,99 |
~ 0 |
||
ЭНФБ |
95 |
65 |
10 |
15 |
56 |
|
115 |
85 |
26 |
31 |
63 |
||
135 |
105 |
51 |
53 |
3 |
||
155 |
125 |
86 |
81 |
6 |
||
165 |
135 |
99 |
96 |
3 |
||
175 |
145 |
100 |
99,99 |
~ 0 |
Значення НДС на першому етапі процесу формування залежить від швидкості розігріву. Так, швидкість розігріву до досягнення ступеня ствердіння 60-70% має бути максимальною, оскільки при зростанні швидкості розігріву зменшуються усадочні напруження. На заключній стадії етапу розігріву через виникнення температурного НДС, швидкість розігріву необхідно зменшити.
Виходячи з отриманих результатів, можна сказати, що значення напружень, пов'язаних з усадкою матеріалу, залежать від швидкості розігріву, при зростанні якої з 0,5°С/хв до 3°С/хв значення усадки зменшуються в 3-4 рази, що пов'язано з переходом звя'зуючого з в'язкотекучого стану у тверде за короткий проміжок часу.
Таким чином, було розроблено методику визначення температури та часу формування для звя'зуючого за умови досягнення регламентованого ступеня ствердіння при мінімальних затратах часу. Як обмеження було розглянуто НДС в пакеті ПКМ, що виникає залежно від швидкості розігріву, числове значення якого наведено в розд. 3.
У третьому розділі надано результати досліджень НДС, що виникає під час процесу формування завдяки нерівномірному розподілу температурного поля за товщиною пакету ПКМ.
Наведено аналітичні залежності (3) та (4), які дозволяють визначити перепад температури по товщині пакету ПКМ під час формування:
(3)
Де:
1, 2, 3 - товщина формоутворюючої поверхні (ФУП), пакета ПКМ та допоміжної оснастки (ДШ) відповідно;
1, 3 - коефіцієнти теплообміну ФУП та допоміжної оснастки відповідно, Вт/(м2·К);
1, 2, 3,- коефіцієнти теплопровідності ФУП, пакета ПКМ та допоміжної оснастки відповідно, Вт/(м·К);
с1, с2, с3 - питома теплоємність ФУП, пакета ПКМ та допоміжної оснастки відповідно Дж/(кг·К);
1, 2, 3 - щільність ФУП, пакета ПКМ та допоміжної оснастки відповідно, кг/м3;
vp - швидкість розігріву, К/хв.
У разі прогріву пакета ПКМ з одного боку рівняння (3) спрощується:
(4)
Проведено аналіз чинників рівняння (3), які викликають градієнт температури в пакеті ПКМ та можливі шляхи зменшення нерівномірності температурного поля технологічними та конструктивними методами, а саме:
- зменшення швидкості розігріву та охолодження пакета ПКМ;
- підведення додаткового тепла з боку ФУП або додаткових шарів, яке визначається наступною залежністю:
(5)
Де:
kT визначається таким чином:
(6)
- підбір матеріалів та розмірів ФУП і додаткових шарів, що забезпечує умови відсутності перепаду температури по товщиною ДТ = 0.
Виходячи з проведеного дослідження впливу нерівномірного розподілу температури по товщині пакету ПКМ, було проведення уточнення існуючої методики визначення температурного НДС в листових панелях із ПКМ, за наступними припущеннями:
- елемент знаходиться в умовах плоского напруженого стану;
- присутній температурний вплив, який визначається з умов нагріву;
- фізико-механічні характеристики залежать від температури процесу.
Функція прогину пластини, виходячи з граничних умов, задається у наступному виді:
(7)
Де:
f1, f2, f3 - коефіцієнти.
Енергія деформації пластини записувалася таким чином:
(8)
Де:
x, y, xy - внутрішні напруження;
x, y, xy - деформації;
S - площа;
h - товщина пластини.
Зробивши ряд перетворень (8), енергію деформації записали в такому вигляді:
(9)
Де:
оx, оy, оxy - деформації пластини у серединній площині;
x, y, xy - кривизни, що знаходяться таким чином:
(10)
Після перетворень (9) енергія деформації записується як функція у наступному вигляді:
(11)
Залежність (11) є функціоналом, а його мінімум буде досягнуто у тому випадку, коли всі похідні повної енергії за наведеними коефіцієнтами ряду обернуться в нуль, тобто система рівнянь набуде такого вигляду:
(12)
За даною моделлю проведено дослідження впливу нерівномірного розподілу температури по товщині пакета ПКМ, який складався з чотирьох шарів склотканини Т-10-80 загальною товщиною 1 мм, структурою армування 0°, та 90° на значення НДС, яке виникає під час процесу формування.
Визначення НДС проводилося з урахуванням змін фізико-механічних характеристик від температури.
Експериментальні дані були апроксимовані та по них побудовано залежності. Розглянуто вплив зміни властивостей матеріалу від температури на напруження в матеріалі, що формується.
На етапі охолодження виробу при проведені розрахунків технологічного НДС слід також враховувати і вплив реономних властивостей матеріалу. Для описання реономних процесів були використані залежності зміни напружень і деформацій з часом:
(13)
(14)
Де:
, , - емпіричні коефіцієнти;
t - час, год.
Коефіцієнт визначається таким чином:
(15)
За отриманими результатами можна сказати, що деформація повзучості дає вагоме збільшення деформації на ділянці охолодження, що в свою чергу призводить до збільшення прогину в виробі, у тому випадку, коли процес охолодження реалізується без тиску формування. У випадку, коли на етапі охолодження прикладений тиск або деформації виробу обмежені оснасткою, технологічні деформації можуть релаксувати і по завершенні процесу формування при знятті тиску деформація буде мати менше значення.
Розроблена методика визначення технологічних параметрів (температура, час), що забезпечують регламентований НДС конструкції під час формування. Запропонована методика враховує вплив розподілу температурного поля по товщині пакета КМ, зміну характеристик матеріалу від температури, реономні властивості матеріалу, а також взаємний вплив додаткових шарів, ФУП та виробу.
Четвертий розділ присвячений дослідженню впливу тиску процесу формування на якість матеріалу. У цьому розділі наведено залежність, що дозволяє визначити час проведення дегазації пакету ПКМ при заданій температурі та тиску з метою одержати монолітну, без пористу конструкцію. Наведена залежність має такий вигляд:
(16)
Де:
Мл - маса виходу летких продуктів;
Vл - швидкість виходу летких продуктів із пакету ПКМ.
За наданими результатами видно, що пік максимального виходу летких фракцій для ЛБС-4 та ЕНФБ знаходиться в температурному діапазоні, в якому ступінь ствердіння не перевищує 10%, тобто значення в'язкості не перешкоджає видаленню летких фракцій.
Було проведено дослідження впливу тиску формування на значення об'ємного вмісту матеріалу. Процес моделювався двома моделями, а саме:
- ньютонівським середовищем, що витікає з площини, розташованої між двома абсолютно жорсткими пластинами, що стискаються тиском з заданою швидкістю:
(17)
Де:
- в'язкість середовища;
tа - товщина не просоченого матеріалу;
а - щільність армуючого матеріалу;
ga - поверхнева щільність армуючого матеріалу;
n - кількість шарів;
- модель фільтрації рідини в пористому середовищі в одномірній постановці:
(18)
Де:
Kс, Kв -проникненість пакета ПКМ та допоміжних шарів відповідно;
hc - товщина шарів пакета ПКМ з регламентованим вмістом звя'зуючого;
hв - товщина поглинаючого шару із зв'язуючим;
p0, pc, pв - тиск, що прикладений, тиск у шарах ПКМ, тиск у допоміжних шарах відповідно.
Після перетворень (18) отримуємо залежність необхідної товщини поглинаючого шару від параметрів пакета ПКМ та тиску:
(19)
На етапі охолодження конструкції, виникає потреба фіксації отриманих параметрів на попередніх етапах і в разі потреби релаксація технологічних напружень, які можуть призвести до виникнення дефектів у виробі на заключній стадії процесу формування. Отже, проведення етапу охолодження доцільно за певних умов (тиск і швидкість охолодження).
Значення необхідного максимального тиску на етапі температурної витримки і охолодження, визначаються за моделлю балки на пружній основі. Розрахункова залежність має такий вигляд:
(20)
Де:
wmax - прогин пластини;
D - жорсткість пластини у заданому напрямку.
(21)
Де:
k - коефіцієнт жорсткості основи.
Таким чином, рівень тиску буде визначатися для кожної ділянки процесу окремо за заданими умовами.
Наведені в розд. 4 результати досліджень дозволяють отримати математичну модель визначення необхідного тиску процесу формування. Наведені в розділі залежності (17) і (18) дозволяють визначити необхідний тиск процесу формування для отримання конструкції із заданим об'ємним вмістом компонентів, уникнути виникнення дискретних зон з різкою зміною значення об'ємного вмісту компонентів, запобігти деформації пакета з ПКМ, що формується, забезпечити необхідне зчеплення шарів у пакеті.
Крім того, наведена силова модель щільно пов'язана з хемов'язкістною та тепловою моделями, а це дає змогу синтезувати математичну модель визначення параметрів технологічного процесу формування (температура, час, тиск) в цілому.
У п'ятому розділі наведено результати натурного (табл. 2) та чисельного експериментів.
Таблиця 2. - Результати експерименту:
Режим формування |
vр, °С/хв |
vо, °С/хв |
w, мм |
Примітки |
|
1 |
2,8 |
3,5 |
1,9 |
Поверхня гладка без видимих дефектів |
|
2 |
2,0 |
2,3 |
0,7 |
Поверхня гладка без видимих дефектів |
|
3 |
3,6 |
3,5 |
2,3 |
Поверхня хвиляста зі здуттям. Спостерігається розшарування крайок, часткове відшарування верхнього шару |
|
4 |
3,8 |
2,5 |
2,5 |
Поверхня гладка без видимих дефектів. Краї зразка мають незначне розшарування |
|
5 |
3,7 |
1; 0,7; 3,7 |
3 |
Етап охолодження проводився без вакуумного тиску. Поверхня хвиляста зі здуттям. Спостерігається значне розшарування крайок відшарування верхнього шару |
|
6 |
3,7 |
1; 0,7; 3,7 |
1,8 |
Поверхня гладка, без видимих дефектів |
Як матеріал для натурного експерименту було обрано на основі склотканини Т-10-14 і звя'зуючого ФП-520. Усі виготовлені зразки являли собою пластину, що складалася з чотирьох шарів матеріалу, структура армування була обрана симетричною.
Зразки виготовлялися методом ручної викладки. Процеси термообробки зразків відрізнялися швидкістю розігріву та охолодження (vр/vо) пакета ПКМ, а також наявністю тиску.
Для проведення числового експерименту було обрано пластину з такими самими габаритними розмірами, структурою армування, що і в натурному експерименті. Пружні та міцності характеристики матеріалу бралися з паспорту, щільність та коефіцієнт лінійного температурного розширення визначалися експериментально, теплофізичні характеристики бралися з літератури.
Розрахунок проводився згідно за розробленою і наведеною в роботі методикою, враховувався розподіл температурного поля по товщині пакета ПКМ, зміна характеристик матеріалів від температури, реономні властивості та наявність тиску. Отримані результати чисельного експерименту були порівняні з натурними (табл. 3).
Таблиця 3. - Теоретичні та експериментальні результати:
Режим формування |
wэ, мм |
wт(20°С), мм |
wт(160°С), мм |
wт(R), мм |
Д (wэ, wт(20°С)), % |
Д (wэ, wт(160°С)), % |
Д (wэ, wт(R), % |
|
1 |
1,9 |
2,00 |
1,82 |
- |
5 |
4,4 |
- |
|
2 |
0,7 |
0,83 |
0,75 |
- |
15,7 |
6,7 |
- |
|
3 |
2,3 |
2,70 |
2,45 |
- |
14,8 |
6,1 |
- |
|
4 |
2,5 |
2,93 |
2,67 |
- |
14,7 |
6,4 |
- |
|
5 |
3 |
2,82 |
2,57 |
3,08 |
6,4 |
16,7 |
2,7 |
|
6 |
1,8 |
2,82 |
2,57 |
1,72 |
36,2 |
30,0 |
4,2 |
Таким чином, отримані теоретичні значення прогинів з урахуванням зміни ФМХ від температури та впливу реономних властивостей матеріалу дають похибку, яка не перевищує 7%. Результати проведеного числового експерименту, до основи якого були покладені моделі, описані в попередніх розділах, з високим ступенем точності співпадаю з результатами, які були одержані під час проведення натурного експерименту. Це дає змогу застосовувати наведену в роботі методику на підприємствах, які займаються проектуванням і виробництвом виробів із КМ, а також в науковому та навчальному процесах.
ВИСНОВКИ
Згідно з метою та поставленими задачами в дисертації були отримані такі наукові та практичні результати:
1. Розроблено методику визначення раціональних технологічних параметрів режиму формування (температура, час) на етапі розігріву, в основу, якої покладено отримання конструкції з регламентованим ступенем ствердіння за умовами мінімальних витрат енергії та часу. Крім того, наведена модель дозволяє побудувати залежність ФМХ матеріалу від ступеня полімеризації та враховувати у розрахунку НДС, який виникає в матеріалі на етапі розігріву, що дозволяє отримати монолітну, суцільну конструкцію;
2. Удосконалено методику визначення НДС у виробі, що формується, яка враховує умови нагріву та розподіл температурного поля по товщині. Наведена методика пов'язує технологічні параметри процесу формування, взаємний вплив допоміжних шарів, ФУП та пакету ПКМ, вплив реономних властивостей, а також температури на характеристики матеріалів з НДС в виробі;
3. Розроблено методику визначення технологічних параметрів формування (температура, час), що забезпечують регламентований НДС у конструкції протягом всього технологічного процесу. Наведена методика враховує вплив розподілу температурного поля по товщині пакета ПКМ, зміну характеристик матеріалу в робочому діапазоні температур, реономні властивості матеріалів на етапі охолодження, а також взаємний вплив допоміжних шарів, ФУП і пакета ПКМ;
4. Запропоновано аналітичну залежність, яка дозволяє визначити технологічні параметри з умови отримання структури без пористого ПКМ. Надана залежність дозволяє визначити тривалість процесу дегазації пакета ПКМ залежно від маси летких фракцій у зв'язуючому та температури;
5. Розроблено методику визначення параметрів (тиск, температура, час), яка дає змогу отримати однорідну, монолітну конструкцію з регламентованим об'ємним вмістом матеріалів і відхиленням від заданого контуру при обмеженому технологічному НДС. Встановлено чіткий взаємозв'язок параметрів силової моделі (тиск, час) з характеристиками пакета ПКМ залежно від температури та часу; технологічний матеріал конструкція
6. Розроблено алгоритм визначення технологічних параметрів процесу формування, що дозволяє з необхідним ступенем точності визначати технологічний НДС в конструкції під час формування. Крім того, існує можливість, в разі потреби, провести розрахунки за спрощеною моделлю;
7. Розроблено комплекс програм, що дозволяє визначити залежності температура-час-тиск в процесі формування та забезпечує отримання бездефектної конструкції з регламентованим залишковим НДС;
8. Запропоновані методики були впроваджені як у виробництві (ВАТ “УкрНДІТМ”, АНТК ім. О.К. Антонова), так і в навчальному процесі (Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”).
Таким чином, після проведення експериментальних і аналітичних досліджень на основі отриманих результатів можна сказати, що запропоновані в розділах 2-4 методики з високою точністю дозволяють змоделювати процес формування виробів із ПКМ, це дає можливість отримати конструкцію з регламентованими характеристиками, знизити НДС, а також скоротити час та зменшити енерговитрати процесу формування.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ
1. Вамболь А.А. О возможностях проектирования процесса отверждения при производстве изделий из композиционных материалов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: Сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского “Харьк. авиац. ин-т.”. - 2001. - Вып. 26(3). - С. 137-139.
2. Шевцова М.А., Вамболь А.А. Определение скорости разогрева при формовании изделий из полимерных композиционных материалов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: Сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского “Харьк. авиац. ин-т.”. - 2003. - Вып. 35(4). - С. 104-107.
3. Вамболь А.А. Определение температурно-временного режима формования изделий из полимерных композиционных материалов на этапе охлаждения до конечной температуры // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: Сб. науч. тр. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского “Харьк. авиац. ин-т.”. - 2006. - Вып. 45(2). - С. 119-125.
4. Вамболь А.А., Шевцова М.А. Методика определения рациональных режимов формования многослойных конструкций из композиционных материалов // Авиационно-космическая техника и технология: Научно-технический журнал.- Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского “Харьк. авиац. ин-т.”. - 2006. - Вып. 30(4). - С. 17-25.
5. Спосіб отвердіння виробів із полімерних композиційних матеріалів: А.с. 18908 України, МПК B29C 35/02, B29C 43/20 / Вамболь О.О., Шевцова М.А. (Україна). - 200606728, 16.06.2006, Опубл. 15.11.2006, Бюл. № 11. - 5.93 С.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структура, властивості та технології одержання полімерних композиційних матеріалів, методика їх вимірювання і виготовлення. Особливості лабораторного дослідження епоксидної смоли, бентоніту, кварцового піску. Визначення якостей композиційних систем.
курсовая работа [10,8 M], добавлен 12.06.2013Вплив мінеральних наповнювачів та олігомерно-полімерних модифікаторів на структурування композиційних матеріалів на основі поліметилфенілсилоксанового лаку. Фізико-механічні, протикорозійні, діелектричні закономірності формування термостійких матеріалів.
автореферат [29,3 K], добавлен 11.04.2009Будова, властивості і класифікація композиційних матеріалів – штучно створених неоднорідних суцільних матеріалів, що складаються з двох або більше компонентів з чіткою межею поділу між ними. Економічна ефективність застосування композиційних матеріалів.
презентация [215,0 K], добавлен 19.09.2012Субмікрокристалічні та нанокристалічні матеріали на основі Fe і Cu. Методи підвищення міцності, отримання субмікро і нанокристлічних матеріалів. Вплив технологічних параметрів вакуумного осадження на формування структур конденсатів. Вимір мікротвердості.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 20.06.2011Характеристика методів діагностики різальних інструментів для токарної обробки алюмінієвих сплавів. Розробка системи визначення надійності різця з алмазних композиційних матеріалів при точінні. Розрахунки значень напружень і ймовірності руйнування різця.
реферат [38,6 K], добавлен 10.08.2010Вибір та характеристика моделі швейного виробу. Загальна характеристика властивостей основних матеріалів для заданого виробу. Визначення структури і будови ниток основи і піткання, переплетення досліджуваної тканини. Вибір оздоблювальних матеріалів.
курсовая работа [40,4 K], добавлен 15.06.2014Вплив технологічних параметрів процесу покриття текстильних матеріалів поліакрилатами на гідрофобний ефект. Розробка оптимального складу покривної гідрофобізуючої композиції для обробки текстильних тканин, що забезпечує водовідштовхувальні властивості.
дипломная работа [733,4 K], добавлен 02.09.2014Розробка ескізу з описом зовнішнього вигляду моделі та вибір матеріалів. Характеристика модельної конструкції виробу, проектування специфікації складальних одиниць. Визначення технологічних припусків до деталей. Розробка відомості керівних документів.
курсовая работа [653,1 K], добавлен 08.10.2014Основні вимоги швейного виробу. Вибір та обґрунтування матеріалів для його виготовлення. Формування базової моделі костюма за ознаками, які відповідають напрямку моди. Розрахунок та побудова модельної конструкції одягу. Специфікація деталей крою.
курсовая работа [43,9 K], добавлен 14.10.2014Конструктивно-технологічна характеристика взуття. Обґрунтування вибору матеріалів для верху і низу взуття, способу формування і методу кріплення низу. Розмірно-повнотний асортимент взуття. Послідовність технологічного процесу складання заготовки.
курсовая работа [284,7 K], добавлен 10.12.2014Переробка нафти і виробництво нафтопродуктів в Україні. Стан ринку паливно-мастильних матеріалів в країні. Формування споживчих властивостей та вимоги до якості ПММ. Класифікація та характеристика асортименту паливно-мастильних матеріалів ПАТ "Ліник".
курсовая работа [48,4 K], добавлен 20.09.2014Техніко-економічні показники роботи цеху. Асортимент виробів, вимоги до них. Характеристика сировинних матеріалів і добавок. Технологічна схема процесу виробництва: виготовлення металевих каркасів, підготовка бетонної суміші. Технічний контроль процесу.
отчет по практике [48,6 K], добавлен 01.02.2011Характеристика композитних матеріалів та їх дефектів. Теорія фракталів та її застосування. Методи визначення фрактальної розмірності. Дослідження зміни енергоємності руйнування епоксидного олігомера в залежності від концентрації в полімері наповнювача.
дипломная работа [7,1 M], добавлен 15.02.2017Коротка характеристика виробу, його призначення і матеріал, оцінка зварюваності. Вибір зварювальних матеріалів та обладнання. Порядок і технологія виконання швів, критерії оцінки їх якості. Розрахунок витрати матеріалів. Правила безпеки та охорона праці.
курсовая работа [515,0 K], добавлен 24.05.2014Основні промислові методи одержання армованих волокном пластиків. Опис підготовки волокон і матриці, просочування першого другим, формування виробу, затвердіння, видалення оправки. Сфери застосування найпоширеніших полімерних композитних матеріалів.
реферат [751,0 K], добавлен 25.03.2013Характеристика виробу і матеріалу. Аналіз технологічності конструкції і технології виготовлення виробу. Вибір маршрутної схеми, зварювальних матеріалів і обладнання. Обґрунтування вибору способу та режиму зварювання. Контроль якості зварних з'єднань.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.11.2015Розрахунки ефективної потужності двигуна внутрішнього згоряння та його параметрів. Визначення витрат палива, повітря та газів, що відпрацювали. Основні показники системи наддування. Параметрів робочого процесу, побудова його індикаторної діаграми.
курсовая работа [700,8 K], добавлен 19.09.2014Аналіз геометричних параметрів ріжучої частини спіральних свердел з перехідними ріжучими крайками. Опис процесів формоутворення задніх поверхонь свердел різних конструкцій. Результати дослідження зусиль різання і шорсткості поверхні під час свердління.
реферат [78,6 K], добавлен 27.09.2010Конструкторсько-технологічний аналіз виробу. Визначення складу та властивостей металу, обґрунтування способів зварювання та використовуваних матеріалів. Розрахунок витрат зварювальних матеріалів. Аналіз варіантів проведення робіт та вибір оптимального.
курсовая работа [1007,9 K], добавлен 27.05.2015Характеристика основ конструювання журнального столика, що включає опис використовуваних матеріалів, технологічних особливостей деревообробного процесу. Використання сучасних механізованих інструментів в столярних роботах. Правила безпеки праці.
курсовая работа [40,0 K], добавлен 01.02.2011