Разработка аналитических методов исследования деформационных свойств волокнового пористого материала из композиционных нитей

• Автор: Бойко, Оксана Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. Цели и структура диссертации
ГЛАВА 1. Аналитический обзор конструкций, технологий и методов исследования свойств металлического волокнового пористого материала. Обоснование и формулировка проблемы
1.1. Общие положения технологии получения материала МР
1.2. Хронологический обзорный анализ эффективности способов получения материала виброизоляторов
1.3. Особенности конструкции виброизолирующих, ударо- и шумопоглощающих устройств из металлорезины
1.4. Анализ состояния исследования свойств и методов расчета характеристик металлической резины
1.5. Обоснование и формулировка проблемы
ГЛАВА 2. Модель исследования свойств материала
2.1. Особенности технологии и свойств волокнового пористого материала из композиционных нитей
2.2. Модели исследования свойств материалов
2.3. Модель ориентации упругих элементов
2.4. Модель распределения упругих элементов
2.5. Модель контакгообразоваяия
2.6. Модель упругого элемента
2.7. Результаты главы 2. 67 ГЛАВА 3. Аналитическое исследование свойств волокнового материала
3.1. Предварительные замечания и обоснование метода исследования
3.2. Расчет процесса нагружения
3.3. Приближенный расчет процесса нагрузки
3.4. Уточненный расчет процесса нагрузки
3.5. Оценка эффективных свойств волокнового материала при произвольном направлении деформирования
3.6. Оценка эластичности волокнового пористого материала

3.7. Определение напряжений в эквивалентных элементах и механических эффектах в контактах
3.8. Результаты главы 3 91 ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование деформационных свойств
материала
4.1. Технология изготовления образцов
4.2. Определение характеристик материала стеклопластиковых

нитеи
4.3. Методика и результаты испытания образцов
4.4. Алгоритм и результаты расчета деформационной характеристики материала
4.4.1. Расчет процесса нагружения
4.4.2. Расчет процесса разгрузки Ч
4.5. Сравнение расчетных и экспериментальных деформацион-

ных характеристик
4.6. Сравнение свойств волокнового пористого материала из
композиционных нитей и материала из металлической проволоки ц(,
4.7. Результаты главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Цели и структура диссертации
Прогресс развития техники часто сопровождается уменьшением удельной массы, повышением энергонапряженности машин, что становится возможным благодаря созданию новых высокопрочных материалов. При этом происходит уменьшение жесткости элементов конструкции и увеличение частот их вращения и линейных скоростей. Естественным следствием этого процесса является необходимость устанавливать рабочие частоты механизмов и машин в «за резонансных» либо резонансных областях. Особенно ярко это проявляется в авиационной и ракетно-космической технике, где, кроме того, существенными становятся динамические нагрузки акустического и ударного характера. Активные методы уменьшения динамических нагрузок и пассивные - отстройка от резонансных режимов, часто не дают желаемого результата.
В этих условиях, в последние десятилетия развилось научное направление, в рамках которого разрабатываются методы и средства вибрационной и ударной защиты с применением виброизоляторов и демпферов с высоким уровнем диссипации энергии. Они выполняются как в виде устройств из традиционных конструкционных материалов, так и из материалов с высоким внутренним трением.
Широкое применение в авиации, космонавтике и других отраслях техники получили виброизоляторы и демпферы из волокнового пористого материала из металлических проволок, известного под названием материала МР [1] (металлический аналог резины). Его получают холодным прессованием заготовок, сформированных из предварительно растянутых и определенным образом уложенных проволочных спиралей. Виброизоляторы из МР, изготовленные из стальных проволок, в ряде случаев не удовлетворяют требованием к их массе. Развитием этого направления

ложений данного направления исследования МР с отражением динамики развития представлений о свойствах во времени. Целью такого анализа является выбор рационального подхода, допущений, гипотез дающих возможность построить математическую модель и метод расчета свойств материала, обобщающий достигнутый уровень знаний в этой области.
Впервые феноменологический подход к исследованию механических свойств МР использован А.М. Сойфером [73], одним из разработчиков материала и основоположником его применения в системах виброизоляционной и противоударной защиты. Согласно принятой им схемы, по каждой из трех взаимно перпендикулярных осей X, У, Т размещаются по равному числу витков из общего их числа П, заключенного в рассматриваемом объеме, т.е. по 1/3 П. Причем в плоскости ХОУ, нормальной к действующей силе Р, ориентированно по осям Xи ¥ Пв витков, а в плоскости Х07,, совпадающей с направлением действующей силы Р, ориентировано по оси Т число У1Г витков, т.е.
Пв = 2/3 П,
П,- = 1/3 П.
В действительности, распределение витков различной ориентации неравномерно. Большинство из них при прессовании укладываются своей плоскостью нормально направлению прессования и ориентируются под различными углами к осям X, ¥, Т. Эти особенности предложено учесть поправочными коэффициентами, полученными из обработки экспериментальных материалов.
Для оценки направленности укладка витков принимается условно, что в кубическом образце МР можно выделить / столбиков в каждом из трех основных направлений. Тогда