Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов
Диссертация
Проведены экспериментальные исследования теплофизических процессов, происходящих при изготовлении изделия из композиционного материала методом полимеризации. С этой целью разработана установка и метод управления этим процессом. На основе результатов экспериментальных исследований закономерностей изменения температуры изделия со временем определены виды передаточных функций этапов нагрева… Читать ещё >
Содержание
- 1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- 1. 1. Структура и свойства композиционных материалов
- 1. 2. Пути получения композиционных материалов
- 1. 3. Роль влияния поверхности раздела на механические свойства композиционных материалов
- 1. 4. Основы исследования и управления теплофизическими процессами при изготовлении изделии из композиционных материалов методом полимеризации
- Выводы к первой главе
- 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ
- 2. 1. Теоретические основы исследования надежности композиционных материалов методами теории вероятности и математической статистики
- 2. 2. Экспериментальные исследования механических свойств композиционных материалов в зависимости от скорости нагрева и охлаждения
- 2. 2. 1. Исследования композиционных материалов на растяжение
- 2. 2. 2. Исследования межслоевого сдвига композиционного материала
- 2. 2. 3. Исследования на ударную вязкость
- 2. 2. 4. Исследования композиционных материалов на кручение
- 3. 1. Тепло физические явления, происходящие в процессе полимеризации
- 3. 2. Составление алгоритма изготовления композиционных материалов
- 3. 2. 1. Факторы, влияющие на процесс полимеризации
- 3. 2. 2. Алгоритм изготовления композиционных материалов
- 3. 2. 3. Структурная схема управления оптимальными режимами технологического процесса
- 3. 3. Разработка многопозиционного регулятора температуры
- 3. 4. Разработка функциональной схемы и алгоритма оптимального-управления процессом полимеризации
- 4. 1. Описание объекта исследования
- 4. 2. Описание установки и метода управления при полимеризации
- 4. 3. Геометрия узла установки для получения композиционных материалов
- 4. 4. Моделирование процесса полимеризации лонжерона лопасти вертолета с использованием экспериментальных данных
- 4. 4. 1. Результаты экспериментальных исследований полимеризации композиционного материала
- 4. 4. 2. Получение передаточных функций, описывающих работу от! дельных блоков устройства и этапов полимеризации
- 4. 4. 3. Расчет передаточной функции корректирующего звена
Список литературы
- Волоконные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Уиктна, Э.Скала. М.: Металлургия, 1978. — 240 с.
- Современные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Л. Браутмана, Р. Крока. М.: Мир, 1978. — 672 с.
- Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ. / Под ред. Э. Фит-цера. М.: Мир, 1988. -336 с.
- Берлин Ал.Ал. Современные полимерные композиционные материалы (ПМК) // Соросовский Образовательный Журнал. 1995. № 1. — С. 57−65.
- Справочник по композиционным материалам: В 2 кн.: Пер. с англ.: / Под ред. Дж. Любина. М.: Машиностроение, 1988. Кн. 1. 448 е.- Кн. 2. 584 с.
- Достижения в области композиционных материалов: Пер. с англ. / Под. ред. Дж. Пиатти. -М.: Металлургия, 1982. -304 с.
- Цирлин Н.К. Непрерывные неорганические волокна для композиционных материалов. М.: Металлургия, 1992. —206 с.
- Волокнистые композиционные материалы, пер. с англ. М.: Мир, 1967.-365 с.
- Итоги науки и техники: Композиционные материалы /под ред. Л. П. Кобец, М.: Наука, 1979. — С. 123 — 156.
- Большая советская энциклопедия, главн. Ред. А. М. Прохоров. М.: Энциклопедия, 1973. — Т. 12.
- Итин В.И. и др./ Письма в ЖТФ, 1997. Т. 23. — № 8. — С. 1−6.
- Кербер М.Л. Композиционные материалы. М.: Химия, 1999. 36 с.
- Згаевский В.Э., Яновский Ю. Г., Власов А. Н., Балабаев Н. К., Карнет Ю. Н. Структура и микромеханические свойства межфазных слоев полимерных матричных композитов //Механика композиционных материалов и конструкций, 1999. Т.5. — № 2. — С. 109 — 122.
- Аскольская И.А., Шишковский И. В. Физико-механические свойства объемных изделий, синтезированных методом селективного лазерного спекания //Механика композиционных материалов и конструкций, 1999: Т.5. -№ 3.-С. 209 -222.
- Довгяло В. А., Жандаров С. Ф., Писанов Е. В. Влияние электрических полей и зарядов на структуру граничных слоев в полимерных волокнистых композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 1997. — Т.З. -№ 2. -С. 53 -60.
- Якупов Н.М., Галимов Н. К., Леонтьев А. А. Экспериментально-теоретический метод исследования прочности полимерных пленок. //Механика композиционных материалов и конструкций, 2000. — Т.6. № 2. — С. 238−245.
- Люкшин Б.А., Люкшин П. А. Температурные напряжения и образование межфазных слоев в композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2000. Т.6. — № 2. — С. 261 — 270.
- Згаевский В.Э., Яновский Ю. Г. Большие упругие деформации межфазного слоя, образованного макромолекулами, жестко скрепленными одним концом с поверхностью наполнителя //Механика композиционных материалов^ конструкций, 2000. Т.6. — № 4. — С. 572 — 580.
- Люкшин Б.А., Люкшин П. А., Матолыгина Н. Ю. Влияние геометрии включений в полимерной композиции на вид кривой «напряжение-деформация» //Механика композиционных материалов и конструкций, 2001. Т.6. — № 3. — С. 277−283.
- Ахундов В.М. Триортогонально армированный композит с малыми наполнениями нитями при больших деформациях растяжения //Механика композиционных материалов и конструкций, 2001. — Т.7. № 7. — С. 374 — 380.
- Козлов F.B., Яновский Ю. Г., Липатов IO.G. Фрактальный’анализ структуры и свойств межфазных слоевш дисперсно-наполненных полимерных композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002. Т. 8. — № 1. — С. 111 — 119.
- Иванов C.F., Иванов Д. С. Влияние объемнойдоли волокон на статистические характеристики композитов случайной структуры //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002 .- Т. 8. № 3 .- С. 344 — 354.
- Мовчан А.А., Ньюнт Со, Казарина С.А. Связное уравнение теплопроводности для прямого мартенситного превращения //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002. — Т. 8. № 4. — С. 503 — 510.
- Козлов Г. В., Яновский Ю. Г., Липатов Ю. С. Фрактальный анализ агрегации частиц наполнителя в полимерных композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2003. Т. 9. — № 3. — С. 39 — 407.
- Баранов А. В- Неизотермические: и химические эффекты при заполнении полости с пропиткой анизотропного слоя //Механика композиционных материалов и конструкций, 2004. Т. 10. — № 1. — С. 15 — 23 .
- Сидняев Н-И. Численное моделирование получения проницаемых порошковых материалов-формирующихся при спекании //Механика композиционных материалов и конструкций, 2004-. Т. 10- - № 10. — G. 93 — 100.
- Формалев В.Ф., Федотенков F.B., Кузнецова. Е.Л. Общий- подход- к моделированию теплового состояния* композиционных материалов при высокотемпературном нагружении //Механика композиционных материалов и конструкций, 2006. Т. 12.-№ 1.-0. 141 — 150.
- Формалев В.Ф. Моделирование теплового состояния композиционных материалов //Теплофизика высоких температур, 2003i — Т.41. № 6: — С. 935−941L
- Исаков Г. И. Управление электрическими и тепловыми свойствами композитов с нитевидными кристаллами // ИФЖ, 2004. — Т. 77. № 5. — С. 171 -177.
- Исаков Г. И- Управление тензометрическими параметрами эвтектической композиции полупроводник-металл //Письма ЖТФ, 1996. Т.22. — № 24. — С.71−74.
- Исаков ГЖ Управление сверхпроводимостью эвтектики полупроводник сверхпроводник //Письма ЖТФ- 2003. — Т.29. — № 19- - G. 40−47.
- Фомин В. Н, Малюкова Е. Б, Берлин А. А. К вопросу о критериях оптимизации процессов переработки и получения полимерных композиционных материалов //Докл.РАН, 2004. Т.394. — № 6. — С. 778−781.
- Фомин В.Н., Малюкова Е.Б, Межиковский С. М. Особенности формирования свойств некоторых полимерных композиционных материалов под влиянием волнового воздействия // ИФЖ, 2004. т 77. — № 5. — С. 178 —184.
- Волновая технология и техника / Под ред. Р. Ф. Ганиева. М.:Логос, 1999.-343 с.
- Lame G. et Clapeiron В.Р. Memoire sur la solidification par refroidisse-ment dun glob solid"// Ann chem et de Phys.- v. XLXII № 1831 -P. 250−256.
- Stefan J.' Uber einige Problems der Theorie der Warmeuitung // Sitzber, Wien. Akad. Mat. Naturw, 1889.-Bd. 98.- 11a.-P. 616−634.
- Stefan J. Uber die Verdampfung und die Auflosung als Vorgange der Diffusion-// Sitzber, Wien. Akad1. Mat. Naturw, 1889.- Bd: — v. 98.- № 1 la.- P. 14 181 442.
- Лейбензон Л.С. Руководство? по нефтепромысловой механике // Собр.тр. АН СССР: ГНТИ, 1931.-T.3.-№ 1955.- С. 439−445.
- Лейбензон Л: С. К вопросу об отвердевании. земного шара из первоначального расплавленного состояния // Геогр. и геофизика: Изд. АН СССР, 1939.- Т. 1.- № 6.- С.326−337.
- Чарный И.А. О продвижении границы изменения агрегатного состояния при охлаждении и нагревании тел // Изв. АН СССР, 1948-№ 2. С. 187 202.
- Brillouin М. Sur guelgues problemes nonresoloues de la physigue mathe-matigue classigue. Propagation di la fusion. Ann die J’Jast.H.
- Huber A. Hauptaufsatze iiber das Fortschreiten der Schmelzgrenze in einen liniaren Leiter//ZAMM, 1939.-Bd. 19.-H.z.s. 1−21.-P. 130−137.
- Соловьев ПШ. Функция Грина уравнения теплопроводности.// ДАН СССР, 1939.-Т. 23.-№ 2.-С. 174−179.
- Рубинштейн ЛЛ1. Проблема Стефана. Рига: Звайгзис, 1967 — 457 с.
- Рубинштейн Л.И. О решении задачи Стефана // Изв. АН СССР: сер. география и геофизика, 1947. № 1— С. 95−101.
- Рубинштейн Л.И. Об определении границы раздела фаз в одномерной задаче Стефана // ДАН СССР, 1947. Т. 58.- № 2.- с. 54−61.
- Рубинштейн Л.И. Об устойчивости границы раздела фаз в двухфазной теплопроводящей среде // Изв. АН СССР: сер. географ, и геофизика, 1948.-Т. 12.-№ 6.-С. 122−129.
- Рубинштейн Л.И. О начальной скорости продвижения фронта кристаллизации в одномерной задаче Стефана // ДАН СССР, 1948. т.62 — № 6. -С. 48−56.
- Рубинштейн Л.И. О распространении тепла в двухфазной среде при наличии цилиндрической симметрии.// ДАН СССР, 1951. Т.29. — № 6. — С. 195−203.
- Рубинштейн Л.И. О распространении тепла в. многослойной среде с изменяющимся фазовым состоянием.// ДАН СССР, 1951. — Т. 79. — С. 243 — 253.
- Рубинштейн Л.И. К вопросу о численном решении интегральных уравнений задачи Стефана //Изв. высш. шк. :Математика, 1958. — № 4. — С. 243 255 .
- Рубинштейн Л.И. Об одном варианте задачи Стефана // ДАН СССР, 1942. Т. 142. — № 3. — С. 276 — 289.
- Рубинштейн Л.И. Об одном случав фильтрации двух малосжимаемых жидкостей через деформируемую пористую среду // Изв. высш. шк. Математика. 1959. -№ 18. — С. 174−179.
- Boley В.А., Jagoda Н.Р. The three dimensional Startingsolution for a malt-ingslab //Poroseidings of the Royal sosety ofZondon, 1971—№ 1552. A.323.
- Evans G.W. A Note an the Existence of a Solution to a Problem of Stefan // Quert. Appl. Moleh, 1951. Vol. IX.- №. 2.
- Олейник О.А., Калашников А. С., Чжу-юб-лина. Задача Коши и краевая задача для уравнения^ типа неустановившейся фильтрации // Изв. АН СССР- 1953. Т. 22. — № 5.- С. 668−704.
- Фридман А. Уравнения с частными производными параболического типа М.: Наука, 1968 — 431 е.
- Connon J.R., Primicerio М.А. Stefon problem in vobving the appearance of phase // SJAM J. Mayh. Anal., 1973.-v. 4.-№l.-p. 141- 151.
- Hill C.D., Kotlov D.B. Classiche sohitions in the large of a two phase frel boundary problem //Arch. Ration. Mech. and Anal., 1972. v.45. — № 1. — P. 63 -69.
- Stefan J. Uber die Theorie der. Eisbildung, ins besonders iiber Eisbildung im Polarmelre // Sitzber, Wien. Akad: Mat. naturw., 1889. v. 98. — № 1 la. — P. 965−983.
- Люстерник Л.А. Об автомодельных решениях некоторых уравнений с* частными производными // Вестник МГУ мат.-мех., 1974. — № 9. с. 19 — 26.
- Золотарев ПЛ., Рошаль А. А. Точные решения некоторых задач, про-мерзания.толщи раствора // ИФЖ, 1973. Т.24. — № 5: — С. 921 — 931.
- Золоторев П.П. К теории процесса" замерзания толщи растворов // Прик. матем. тех. физ., 1966. № 3. — С. 15−26.
- Magenes Е. Problemi di Stefan bifase in pin variabili spaziali // Le Mate-matiche., 1973. -v.38. -fasc. I. P. 65−108.
- Pawlow J.A. Variational ieguality approach to generalized two phase Stefan problem in several brace variable // Ann. Math. Pwra. Appl., 1982.- v. 131 — № 4.-P. 333−373.
- Никитенко Н.И. Разностный метод решения задачи о продвижении фронта, кристаллизации // Исследование нестац. тепло- и массообмена / К.: Науково думка, 1966. С. 53−61.
- Friedman A., Kinderlehrer D. On one phase Stefan problem // Indiana Univ.-Math. J., 1975. v.24NII. -P.1005−1035.
- Albasiny E.L. The solution of nonlimar heat-conduction problem on the ACE//Proc. Just. Ellectr., 1956.-v. 104.-№ 1.-p. 34−41.
- Акимов И.А., Зайнуллин Р. Г. Решение одной сопряженной задачи теплообмена методом интегральных преобразований // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа. 1991. — 5 с. — Деп. в ВИНИТИ. -№ 1308 — В91. — 1991.
- Акимов И.А., Зайнуллин Р. Г., Шафеев М. Н. Решение одной двухслойной задачи теплообмена со свободными границами // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа, 1991. — 7с. — Деп. в ВИНИТИ: — № 1309. — В91, — 1991.
- Акимов' А.И., Акимов И. А., Инчин А. Н. Теоретические и экспериментальные исследования технологического процесса" изготовления изделий из композиционных материалов // Препринт.- Уфа: Редакционно- издательский центр Башгосуниверситета, 2003. 38с.
- Акимов И.А., Зайнуллин Р. Г., Шафеев М. Н. Решение одной задачи переноса тепла при наличии движущихся границ // Уфимск. авиационный инт. Уфа, 1991. — 4 с. — Деп. в ВИНИТИ, № 1307 — В91. — 1991.
- Акимов А.И., Шаров В. Н., Акимов И. А. Некоторые методы численного решения задач тепломассообмена в многослойных конструкциях, изготавливаемых методом полимеризации //Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. — 35 с.
- Акимов А.И., Шаров В. Н., Акимов И. А. Влияние технологического процесса изготовления изделий из композиционных материалов на их эксплуатационные характеристики // Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. — 26 с.
- Акимов И.А. Решение одной многослойной-задачи переноса тепла с подвижными границами // 4-я Уральская региональная науч.-тех. конф. -Уфа: Изд-во Уфимского авиационного ин-та, 1989. С. 198.
- Акимов И.А., Акимов А. И. Разработка и исследование математической модели тепломассообмена в многослойных конструкциях, изготавливаемых методом полимеризации // Препринт. — Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. 36 с.
- Акимов А.И., Акимов И. А., Фатыхов М. А. Экспериментальное исследование тепломассообмена в установке автоматического ведения технологического процесса и сопоставление теории эксперимента // Электронная обработка материалов, 2003. С. 22 — 32.
- Акимов А.И., Акимов И. А., Фатыхов М. А. Анализ методом теории подобия процесса полимеризации многослойных конструкциях из компази-ционных материалов // Электронная обработка материалов, 2003. С. 14 — 23.
- Акимов А.И., Шаров В. Н., Акимов И. А. Технологические признаки испытаний изделий из композиционных материалов, получаемых методом полимеризации*// Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. — 24 с.
- Акимов А.И., Шаров В. Н., Акимов И. А. Методы контроля надежности! изделий по> параметрам технологического процесса их изготовления // Препринт. — Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002.-18 с.
- Тюков Н.И., Акимов И. А., Акимов А. И. Методология проектирования и автоматизации теплофизических процессов. Монография. Уфа: Ре-дакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2001. — 144 е.
- Тюков Н.И., Акимов И. А., Акимов А. И. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов изготовления изделий из композиционных материалов. Монография. — Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2003. 216 е.
- Шафеев М. Н, Акимов И. А. Применение теории подобия к исследованию нестационарных процессов замораживания дисперсных материалов // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа, 1991. -14 е.- Деп. в ВИНИТИ, — № 485 -В91, 1991.
- Маслов JI.C., Султанов М. Х. Расчет на прочность магистральных нефтепроводов вероятностными методами теории надежности //Нефтяное хозяйство, 1980. № Ю. — С. 47 — 48.
- Гутман Э.М., Маслов JI.C., Султанов М. Х. Обоснование расчета на прочность магистральных нефтепроводов с учетом свойства надежности —S159долговечности //РНТС ВНИИОЭНГ: Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1981. № 6. — С. 2 — 4.
- Справочник по теории вероятностей и математической статистике / В. С. Королюк, Н. И. Портенко, А. В. Скороход, А. Ф. Турбин. М.: Наука, 1985.- 640 с.
- Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Наука, 1962. — 198 с.
- Берг А. И. Кибернетика и надежность. М.: Наука, 1964. — 375 с.
- Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. 313 с.
- Сотсков Б. С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М.: Техническая лит-ра, 1970.-298 с.
- Бруевич Н. Г. Количественные оценки надежности изделий /Сб: Основные вопросы теории и практики надежности. М.: Техническая лит- ра, 1971.-267−298 с.
- Ллойд Д., Липов М. Надежность, пер. с англ. М.: Мир, 1964. -375 с.
- Базовский И. Надежность. Теория и практика, пер. с англ. М.: Мир, 1965.-412 с.
- Барлоу Р. и Прошан Ф. Математическая теория надежности, пер. с англ., М.: Мир, 1969. 365 с.
- Барзилович Е. Ю., Каштанов В. А. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем, М.: Наука, 1971. 276 с.
- Острейковский В.Л. Теория надежности. — М.: Высшая школа, 2003.- 464 с.
- Фатыхов М.А., Акимов А. И., Инчин А. Н. Испытание на ударную вязкость композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научн. тр. — Уфа: Изд-во БГПУ, 2004. -С. 71−77.
- Фатыхов М.А., Акимов А. И. Испытания на межслоевой сдвиг композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научн. тр. —Уфа: Изд-во БГПУ, 2004. — С. 66 70.
- Фатыхов М.А., Акимов А. И. Исследования на растяжения композиционных материалов в зависимости от температурного режима их изготовления // Инженерная физика № 1.-Москва: Изд-во «Научтехлитиздат», 2009. С.23−24.
- Акимов А.И., Саратов С. А., Аносов А. А., Трофимов П. А. Решение сопряженной задачи тепломассообмена методом интегральных преобразований // Инженерная физика № 4.-Москва: Изд-во «Научтехлитиздат», 2009.1. С.7−8.