Разработка и исследование термочувствительных полимерных волокнистых композиционных материалов

• Автор: Сафронов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

I. Проблемы создания чувствительных и активных элементов из ПВКМ

1.1. «Интеллектуальные» материалы и конструкции

1.1.1. Структура «Интеллектуальных» систем

1.1.2. Классификация «Интеллектуальных» систем

1.1.3. Области применения сенсоров, активаторов

1.2. Сенсоры и механические активаторы

1.1.4. Физические и химические явления, используемые для создания

сенсоров различных сигналов и механических активаторов

1.1.4.1. Сенсоры и активаторы на основе веществ, проявляющих электрическую и оптическую проводимость
1.1.4.2. Сенсоры и активаторы на основе веществ, проявляющих прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты
1.1.4.3. Сенсоры и активаторы на основе материалов, обладающих эффектом «памяти» формы
1.1.4.4. Сенсоры и активаторы, использующие эффект теплового расширения
1.1.4.5. Сенсоры и активаторы на основе композиций, проявляющих электро- и магнитореологические эффекты
1.1.4.6. Сенсоры и активаторы, использующие эффект набухания
1.1.4.7. Датчики и активаторы, основанные на эффекте ионного обмена
1.1.5. Структурные и геометрические эффекты, используемые для создания
сенсоров и механических активаторов
1.1.5.1. Эффекты преобразования деформаций
1.1.5.2. Конструктивные способы увеличения деформаций сенсоров и активаторов
1.3 Предпосылки использования ПВКМ в качестве сенсоров и активаторов
И. Объекты и методы исследования
2.1. Характеристики объектов исследования

2.2. Методы теоретических исследований термочувствительных
ПВКМ
2.2.1. Принципы моделирования сенсоров и механических активаторов
2.2.2. Закономерности изменения формы термочувствительных элементов
2.2.3. Выбор характеристик для сравнения эффективности различных
элементов
2.2.4. Подходы к оптимизации свойств и учету разрушающих
напряжений
2.3. Методы экспериментального исследования термочувствительных
ПВКМ
III. Анализ причин и моделирование температурного деформирования термочувствительных ПВКМ
3.1. Обобщенная модель сенсора/активатора
3.2. Ортотропные неуравновешенные бипластины из
ПВКМ
3.3. ПВКМ с цилиндрической анизотропией термоупругих свойств
3.4. ПВКМ, армированные кручеными структурами
3.5. Оптимизация геометрических и материальных характеристик
термочувствительных ПВКМ
3.6. Характеристические деформации и напряжения
3.7. Расчет некоторых форм активаторов, проявляющих эффекты
бипластины и ЦАТУ С
3.8. Учет релаксации напряжений
3.9. Учет разрушающих напряжений
IV. Экспериментальное исследование сенсоров и активаторов, изготовленных из термочувствительных ПВКМ
4.1. Характеристики экспериментальных образцов
4.2. Результаты экспериментов и сравнение их с теоретическими
данными
4.2.1. Бипластины из ПВКМ
4.2.2. Кольца с ЦАТУС
4.2.3. Пружины с ЦАТУС

4.2.4. Стержни АКС
4.2.5. Пластины из тканей АКС
V. Сравнение деформационно-силовых характеристик, генерируемых
материалами различной природы
Основные выводы
Список литературы
Приложение

В слоистом пластике роль элемента, который сжимает при охлаждении нить-спираль, играет матричная оболочка, имеющая по сравнению с волокном значительно больший КЛТР. Возникающий в каждой закрученной нити момент вызывает нарушение плоскостности пластины [50].
Таким образом, в результате анализа литературных источников, посвященных исследованию поведения ПВКМ различной структуры при изменении температуры, установлено, что для изготовления композитных сенсоров и активаторов могут быть использованы следующие виды анизотропных ПВКМ:
1. ортотропные ПВКМ неуравновешенной структуры;
2. ПВКМ с цилиндрической анизотропией термоупругих свойств;
3. ПВКМ, армированные закрученными волокнистыми структурами.
Пластины, незамкнутые кольца и стержни, изготовленные из такого рода
ПВКМ, при охлаждении от температуры формования изменяют свою конфигурацию, при этом отдельные участки этих деталей совершают значительные перемещения, для предотвращения появления которых необходимо прикладывать довольно большие силы.