Экспериментально-теоретические основы прогнозирования и повышения долговечности материалов мягких оболочек строительного назначения

Экспериментально-теоретические основы прогнозирования и повышения долговечности материалов мягких оболочек строительного назначения

Автор: Сулейманов, Альфред Мидхатович

Шифр специальности: 05.23.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Казань

Количество страниц: 352 с. ил.

Артикул: 3307372

Автор: Сулейманов, Альфред Мидхатович

Стоимость: 250 руб.

Экспериментально-теоретические основы прогнозирования и повышения долговечности материалов мягких оболочек строительного назначения  Экспериментально-теоретические основы прогнозирования и повышения долговечности материалов мягких оболочек строительного назначения 

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАБОТА, СТАРЕНИЕ И РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК.
1.1. Мягкие оболочки строительного назначения
1.2. Материалы мягких оболочек.
1.2.1. Эксплуатационные свойства материалов мягких оболочек
1.2.2. Строение, состав и свойства структурных составляющих материалов МО
1.2.2.1. Параметры строения армирующей основы
1.2.2.2. Механические свойства армирующей основы.
1.2.2.3. Механические свойства матрицы.
1.2.2.4. Адгезия и адгезионная связь между армирующей
основой и матрицей.
1.3. Прочность и долговечность материалов МО
1.3.1. Напряженнодеформированное состояние материалов МО
в сооружениях
1.3.2. Длительная прочность материалов МО
1.3.3. Долговечность материалов МО в условиях воздействия атмосферных факторов.
1.4. Старение и разрушение полимерной матрицы материалов
мягких оболочек
1.4.3. Прочность и разрушение полимерных материалов
1.4.1.1. Радиационносиловая долговечность полимеров.
1.4.1.2. Влияние атмосферной влаги на долговечность полимеров
1.4.2. Фотодеструкция поливинилхлорида.
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ, МЕТОДОВ И АППАРАТУРНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СТАРЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК.
2.1. Методологические аспекты моделирования и прогнозирования процессов старения и разрушения материалов мягких оболочек
2.2. Метод моделирования воздействия эксплуатационных факторов на материалы МО.
2.3. Метод конечных элементов и конечных разностей в построении структурноимитационной модели композита
2.4. Метод анализа многомерных данных.
2.4.1. Метод главных компонент
2.4.2. Метод проекции на латентные структуры
2.5. Выбор и обоснование показателей старения материалов мягких оболочек
2.6. Моделирование воздействия эксплуатационных факторов
на материалы мягких оболочек.
2.6.1. Разработка методики ускоренных климатических испытаний материалов мягких оболочек
2.6.1.1. Обоснование и расчет ультрафиолетовой радиации.
2.6.1.2. Расчет температуры лабораторных испытаний
2.6.1.3. Методика расчета циклов и продолжительности дождевания
2.6.1.4. Моделирование напряжннодеформированного состояния материалов мягких оболочек
2.6.2. Аппаратурный комплекс для моделирования
воздействия эксплуатационных факторов на материалы мягких оболочек.
2.6.2.1 .Разработка установок ускоренного старения материалов мягких оболочек
2.6.2.2. Установка термостарения материалов МО.
2.6.2.3. Стенд для исследования старения материалов МО в напряженном состоянии в естественных климатических условиях
2.6.2.4. Аппаратурный комплекс для моделирования и контролирования процессов старения и разрушения матрицы материалов мягких оболочек
2.6.2.5. Установка для ускоренного старения плночных материалов
2.6.2.6. Аппаратура для определения механических характеристик пленочных материалов
. Аппаратура для определения коэффициента светопропускания и блеска пленочных материалов.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТАРЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ.
3.1. Характеристики материалов, выбранных для исследования
механизма разрушения.
3.2. Выбор системы графического изображения результатов исследования старения материалов МО в двухосном напряженном состоянии.
3.3. Термосиловое старение материалов МО.
3.4. Атмосферное старение и разрушение материалов МО в напряженнодеформированном состоянии
3.4.1. Ползучесть и деформативность материалов МО в процессе
атмосферного старения
3.4.2. Изменение прочности материалов МО в процессе
атмосферного старения.
ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОИМИТАЦИОННОЙ
МОДЕЛИ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК
4.1. Определяющие соотношения для структурноимитационной
модели материалов мягких оболочек.
4.2 Геометрическая модель материала мягких оболочек.
4.3 Построение конечно элементной модели
4.3.1 Дискретизация области.
4.3.2 Основные соотношения МКЭ
4.3.3 Матрица упругих постоянных для плоского деформированного состояния .
4.4 Упругая задача
4.4.1 Тестовые задачи.
4.4.2 Сходимость численного решения упругой задачи
4.4.3 Влияние шага плетения армирующей основы.
4.4.4 Влияние фазы плетения армирующей основы.
4.4.5 Задача старения.
4.5 Вязкоупругая задача.
4.5.1 Алгоритм численного решения.
4.6 Нелинейная вязкоупругая задача с учетом
накопления микроповреждений
4.6.1 Алгоритм численного решения.
4.6.2 Тестовые задачи с учетом процесса накопления
микроповреждений
4.7 Вязкоупругая задача с учетом накопления микроповреждений
и влияния атмосферных факторов
4.7.1 Определяющие соотношения для деструктирующего материала
4.7.2 Алгоритм численного решения
4.7.3 Сходимость задачи
4.8 Визуализация графиков распределения интенсивности
напряжений т,, параметра поврежденности со и уровня деструкции .
4.9. Численные эксперименты
4.9.1 Постановка задачи
4.9.2. Исследование долговечности материалов МО при
варьировании геометрических параметров структурных составляющих
4.9.3 Исследование долговечности материалов МО при варьировании механических характеристик структурных составляющих.
4 Метод идентификации для уточнения определяющих соотношений и учета изменения механических свойств матрицы композита в процессе старения
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТАРЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МАТРИЦЫ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК
5.1. Материалы для экспериментальных исследований
5.2. Закономерности изменения физикомеханических свойств матрицы материалов МО в процессе старения
5.2.1. Закономерности изменения физикомеханических свойств
ПВХплнок различной толщины
5.2.2. Закономерности изменения физикомеханических свойств ПВХплнок с различным пигментным составом.
5.2.3. Закономерности изменения физикомеханических свойств ПВХплнок с различными светостабилизаторами.
5.2.3.1. Методы ИКС для анализа структурных изменений
в ПВХматрице МО в процессе старения
5.3. Разработка многомерной математической модели
процессов старения в матрице МО
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 6. КОНСТРУКЦИОННОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ МЯГКИХ ОБОЛОЧЕК
6.1. Пути повышения долговечности материалов МО
6.2. Технологические мероприятия по оптимизации нанесения полимерной матрицы на нетканую армирующую основу.
6.3. Эксплуатационные свойства материалов МО на
нетканой армирующей основе
ВЫВОДЫ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Если механические свойства материалов МО кратковременные и длительные являются по существу характеристиками армирующей основы, то их долговечность, в условиях воздействия атмосферных факторов определяется главным образом химической природой покрытия. Другие свойства материалов МО в равной степени зависят от всех структурных составляющих композита. Исходная волнообразная искривленность армирующих нитей и вязкоупругие механические свойства полимерной матрицы выделяют их из других типов композиционных материалов и определяют специфику напряженнодеформированного состояния материалов МО в сооружениях. Этот тип материалов относится к высокодеформируемым до конструкционным композиционным материалам. При этом деформации материала зависят от исходной структуры материала, приложенной нагрузки и их соотношения по ортогональным осям композита. Эти уникальные свойства материалов МО используются при раскрое и формообразовании МО. В МО форма и материал связаны между собой самым непосредственным образом. Эта взаимозависимость должна быть в полной мере реализована в раскрое оболочки, которая является связующим звеном между формой и материалом. Раскрой должен соответствовать проектной форме оболочки в стадии эксплуатации, когда оболочка предварительно напрягается и соответствующим образом деформируется. При этом высокая деформативность материалов снимает скачки концентрации напряжений в сооружениях. Деформативные свойства материалов МО, в том числе и прочностные, можно регулировать при изготовлении путем подбора армирующей основы соответствующего строения. В текстильном материаловедении ткани по переплетению ортогональных нитей подразделяются на полотняные, саржевые, сатиновые и атласные. Поскольку, для производства материалов МО в основном используются ткани полотняного переплетения, далее будем рассматривать только их строение. Строение полотняного переплетения характеризуется тем, что с каждой нитыо основы переплетаются нити утка рис. Ткани полотняного переплетения имеют с лицевой и изнаночных сторон одинаковое число основных и уточных перекрытий. Ф о,
Рис. Строение ткани Рис. Все многообразные варианты взаимного расположения нитей в ткани М. Г.Новиков предложил сгруппировать и выделить девять вариантов рис. Вид используемого сырья. Ь длина нити, км. Т линейная плотность нити, текс. Форма поперечного сечения нити в зависимости от этих параметров может меняться от круга до эллипса с различной степенью застилости. Плотность ткани по основе и утку, и их соотношение количество питей на единицу ширины ткани. Технологические параметры заправки и выработки ткани на станке. Окончательная геометрия армирующей основы формируется при изготовлении материалов МО. При нанесении полимерной матрицы на тканую армирующую основу на каландрах или шпредингмашинах может
1. В результате формируется композит с анизотропией свойств, что создает определенные трудности при раскрое и формообразовании мягких оболочек. Чтобы исключить так называемый каландровый эффект, ведущие зарубежные фирмы производители материалов МО, например, Реггап Франция, комплектуют свои технологические линии устройствами обеспечивающие фиксацию армирующей основы в направлении утка при нанесении пленочного покрытия. Прочность и деформативность армирующей основы так же зависят от вышеприведенных пяти параметров. Между механическими свойствами комплексных нитей и образующими их волокнами элементарными нитями существует закономерная связь, которая определяется параметрами Т и к . Из соотношения 1. Применение комплексных нитей с уменьшенной линейной плотностью элементарных нитей способствует получению тканей с большей застил и стостью, что снижает материалоемкость. В то же время, как видно из табл. Это обусловлено, повидимому, не только масштабным фактором, когда при увеличении числа элементарных нитей в комплексной, коэффициент использования прочности нити повышается, но и повышением структурной однородности тонких нитей по поперечному срезу. Основное назначение крутки придание нитям компактности с целью улучшения условий последующей переработки их в ткани. Таблица 1. Крутка, при которой прочность нити достигает максимального своего значения, называется критической. К 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.210, запросов: 241