Разработка методических рекомендаций по применению квалиметрических методов оценки качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения

• Автор: Новикова, Евгения Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.02.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

1.1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

1.2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

1.3. ОПЫТ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

2. ПОДХОД К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ В УЛОВИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО НАГРУЖЕНИЯ

2.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ

2.1.1. Сплавы с памятью формы

2.1.2. Полимеры

2.1.3. Металлы и сплавы

2.1.4. Механизмы, протекающие в материалах, при ударном нагружении
2.2. СПОСОБЫ УДАРНОГО НАГРУЖЕНИЯ
2.2.1. Взрывное нагружение
2.2.2. Легкогазовые пушки
2.2.3. Лазерное нагружение
2.2.4. Импульсное нагружение
2.3. ВОПРОСЫ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ
2.3.1. Динамические характеристики материалов
2.3.2. Критерии качества нагруженных материалов
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КВ АЛИМ ЕТРИЧЕСКИ X МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА УДАРНО НАГРУЖЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.2. МЕТОДЫ НАГРУЖЕНИЯ
3.3. МИКР О СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.4. ХАРАКТИРИСТИКИ КАЧЕСТВА
3.5. КВАЛИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ
3.5.1. «Паутина» качества и дифференциальный метод
3.5.2. Метод секторных диаграмм
3.5.3. Функция «желательности»
3.5.4. Корреляционный анализ
3.5.5. Диаграмма разброса
3.5.6. Ранжированный ряд
3.6. АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
4. ПРИМЕНЕНИЕ КВАЛИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА НАГРУЖЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. СПЛАВЫ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ
4.2. ПОЛИМЕРЫ
4.2.1. Полиметилметакрилат
4.2.2. Сферопластик
4.3. МЕТАЛЛЫ
4.4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАЗРАБОТАННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Стремясь повысить качество товаров и услуг, производители внедряют на предприятиях статистические методы и систему менеджмента качества. Особое место во внедрении системы менеджмента качества занимают вопросы управления качеством материалов, их квалиметрической оценки, поскольку, как известно, без высокого качества исходных материалов невозможно добиться высокого качества конечных изделий. Большое значение при этом имеет правильный выбор исходного материала в зависимости от условий применения, соотношения цены и качества. Особую роль в решении проблемы выбора исходных материалов соответствующего качества играет процедура проведения оценки качества материалов.
В области исследования качества материалов используются различные квалиметрические методы оценки в зависимости от самого материала, специфики его производства, применения, испытания. Например, в таких областях, как металлургия, строительство, используются статистические методы оценки и контроля качества. В данном случае статистические методы позволяют в наиболее полной степени контролировать и управлять процессом получения материалов надлежащего качества. Но в ряде других сфер решение данного вопроса требует определенных разработок. Так, например, в области высокоскоростного разрушения материалов проблема выбора материала, в основном, решается методом экспертных оценок. При этом оценка материала основывается на знаниях экспертов, имеющих большой опыт в исследовании материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Но, наряду с экспертным методом, в данной области необходимо внедрение дополнительных квалиметрических методов оценки качества материалов, поскольку экспертный метод требует существенных временных и трудозатрат. Кроме того, в ряде случаев он может характеризоваться несогласованностью мнений экспертов. Необходимость комплексной оценки качества материалов в условиях высокосростных воздействий представляет особый интерес, т.к. такие материалы используются в качестве брони в военной технике, деталей

аппаратов, изоляции в космической и подводной технике. В связи с этим, актуальным являются исследования, направленные на разработку рекомендаций по применению квалиметрических методов для проведения оценки качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения.
Исследования в этой области позволят создать альтернативный экспертному методу инструмент оценивания качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Применение подобного инструмента может значительно упростить процедуру принятия решения и выбора необходимых материалов для предприятий, которые занимаются разработкой изделий, работающих в экстремальных условиях ударных воздействий.
Объектом исследования при этом являются характеристики качества материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Предметом могут служить методы оценки качества материалов.

Полиметилметакрилат обладает также хорошими механическими и термическими свойствами. Прочность на удар почти так же высока, как у специальных сополимеров стирола. Теплостойкость пресс-порошков из теплостойких сортов полиметилметакрилата превышает 90°. Этот полимер обладает довольно хорошими диэлектрическими свойствами. Полиметилметакрилат очень легко перерабатывается; температура, необходимая для его прессования, лишь немного превышает температуру прессования полистирола. Полиметилметакрилат имеет меньшую склонность к растрескиванию, чем полистирол.
Применение полиметилметакрилата для изготовления оптических изделий ограничивается его низкой по сравнению со стеклом стойкостью к истиранию. Попытки повысить стойкость полимера к царапанию (увеличить его поверхностную твердость) не дали желаемых результатов, так как во всех случаях наблюдалось ухудшение других свойств, например ударной прочности [10].
Основной технический продукт ПММА известен как органическое стекло, хотя органическое стекло состоит не только из полиметилметакрилата. Оргстекло - это листовой материал, получаемый путем полимеризации метилметакрилата или его сополимеризацией с другими мономерами. В зависимости от назначения в состав смеси вводят пластификаторы, красители, замутнители, стабилизаторы.
Столь широкий спектр применения полиметилметакрилатного оргстекла обуславливает интерес к изучению его поведения при различных нагрузках ударного типа.
Так при ударном разрушении ПММА в работе Костина В.В. с соавторами [37] было установлено, что при скорости удара 2000 м/с происходит отделение крупного центрального осколка, размеры которого в 2 - 3 раза превышают размеры ударника, а также большого количества мелких осколков. В работе экспериментально и теоретически изучалось взаимодействие ударника из