Экспериментально-расчетный метод исследования физико-механических характеристик многослойных полимерных покрытий тонкостенных авиационных конструкций

• Автор: Мамонов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Состояние вопроса, постановка задачи исследования
1.1. Основные сведения о лакокрасочных материалах
1.2. Механические испытания покрытий
1.2.1. Косвенные методы определения механических свойств покрытий
1.2.2. Растяжение свободных пленок
1.3. Обзор моделей, учитывающих поверхностные эффекты
2. Метод определения упгугих свойств покрытий по результатам испытаний стальных образцов с покрытиями
2.1. Материалы и метод проведения испытаний образцов с покрытиями на растяжение и изгиб
2.2. Определение модуля упругости покрытий по данным испытаний на растяжение
2.3. О влиянии толщины образца на результаты определения модуля упругости покрытий
2.4. Определение модуля упругости покрытий по результатам испытаний на изгиб
2.5. Сопоставление экспериментальных значений модуля упругости покрытий с расчетными, полученными с использованием модели зернистых композиционных материалов
3. Численное моделирование нагружения трехслойных стальных образцов в процессе механических испытаний и разработка метода определения коэффициента Пуассона лакокрасочного покрытия

3.1. Постановка задачи
3.2. Описание математической модели
3.3. Анализ полученных результатов
3.4. О влиянии лакокрасочного покрытия на устойчивость
оболочки
4. Уточненное моделирование физико-механических свойств стальных пластин с покрытиями с учетом поверхностных эффектов
4.1. Математическая постановка модели
4.1.1. Общие сведения о моделях с учётом поверхностных эффектов
4.1.2. Задача одноосного растяжения
4.1.3. Метод идентификации поверхностного модуля из испытаний на растяжение
4.1.4. Задача изгиба пластин с учётом поверхностных эффектов92
4.1.5. Метод идентификации поверхностного модуля из испытаний на изгиб в рамках однопараметрической модели
4.1.6. Метод идентификации поверхностного модуля в рамках двухпараметрической модели
4.2. Алгоритм уточнённого моделирования деформированного
состояния пластин с учётом поверхностных эффектов
4.3. Моделирование экспериментов со стальными пластинами
4.3.1. Моделирование стальных пластин с покрытием №3
4.3.2. Моделирование зависимости модуля Юнга пластин от толщины подложки
4.3.3. Метод экспресс-оценки толщины покрытий по результатам статических испытаний

4.3.4. Моделирование стальных пластин с покрытием №4
4.3.5. Моделирование пластин из термообработанной стали
4.4. Прогнозирование предела текучести пластин с покрытиями
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы

Испытания трехслойных образцов на изгиб в соответствии с четырехточечной схемой нагружения проведены на установке Zwick-Z 100 с применением приспособления, входящего в комплектацию установки. Испытания проведены по схеме четырехточечного изгиба. Расстояние между опорами составляло 105 мм, расстояние между точками приложения сил - 35 мм. В процессе испытания задавалось два уровня перемещения в точках приложения сил (0,6 и 1,2 мм) с выдержкой 10 с для синхронизации показаний системы измерения силы и тензометрической системы измерения деформации. Нагружение осуществлялось с постоянной скоростью изменения прогиба в точках В и С, которая составляла 0,1 мм/с. Значения силы Р регистрировалось с помощью системы измерения установки Zwick.
Для измерения деформации покрытия на поверхности образца наклеивался тензодатчик FCA-I-II-IL производства Tokio Sokhi Kenkynjo Co., Япония, с измерительной базой 1 мм и сопротивлением 120 Ом. Датчики по полумостовой схеме подключались к цифровму усилителю типа Spider-8. Сигнал с тензоусилителя подавался на персональный компьютер. Результаты измерений представлялись в виде соответствующих таблиц и в графической, форме (см. рис 2.3 и 2.4).
Для определения коэффициента Пуассона образца при растяжении и сжатии использован тензометрический метод измерения продольной и поперечной деформации в процессе испытаний.
Измерительный усилитель Spider-8 предназначен для электрических измерений механических величин - деформаций, усилий, давления, перемещений, ускорений и температуры. Общее предварительное формирование сигнала, питание пассивных датчиков, усиление сигнала и его оцифровка, сопряжение с персональным компьютером и технология сопряжения 8-ми независимых каналов объединены в одном корпусе. Все необходимые настройки в процессе измерения осуществляются с компьютера. Spider содержит 4 цифровых усилителя для измерений на частоте 4,8 кГц с применением тензодатчиков и индуктивных датчиков.