Проектирование, разработка технологических процессов и исследования углерод-углеродных композитов для термонапряженных конструкций

• Автор: Татарников, Олег Вениаминович
• Шифр специальности: 05.07.05, 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Королев
• Количество страниц: 248 с. : ил

1.КОМПОЗИТЫ В ТЕРМОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ.

1.1 Металлокомпозиты .

1 2 ПолИМбрНЫС КОМПОЗИТЫО

1.3. Углеродуглеродные композиты УУКМ.

1.4. Структуры армирования композитов

1.5. Методы расчета и проектирования конструкций из композитов

2. МЕХАНИКА ПРОСТРАНСТВЕННОАРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТОВ.

2.1. Особенности структуры, определяющие механические характеристики УУКМ

2.2. Эквивалентная гомогенная среда

2.3. Пространственно армированные композиты

3. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕРМОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

3.1. Постановка задачи термоупругости
3.2. Деформация ортотропного тела вращения.
3.3 Нелинейноупругая деформация.
3.4. Трансверсальноизотропмое тело вращения.
3.5. Теплопроводность ортотропного тела.вращения.
3.6. Оценки погрешности.
3.7. Особенности расчета конструкций из УУКМ.
4. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ УУКМ
4.1. Конструкция в виде ортотропного тела вращения.
4.2. Расчет составной конструкции
4.3. Толстостенная оболочка,.,.,,. 1
4.4. Расчет конструкции типа вкладыш.
5. ПРОЧНОСТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ УУКМ.
5.1. Подходы к проектированию УУКМ.
5.2. Анализ технических требований к УУКМ
5.3. Эффективные упругие характеристики композита
структуры 2 .
5.4. Пространственноармированные композиты
5.5. Элементы проектирования микроструктуры УУКМ.
6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ .ИЗ УУКМ.
6.1. Особенности определения механических характеристик УУКМ
6.2. Свойства УУКМ при повышенных температурах.
6.3. Прочность тел вращения из УУКМ
6.4. Экспериментальное моделирование термонапряжений.
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ УУКМ.
7.1. Интегрированная система проектирования и разработки пространственноармированных композитов
7.2. Технология и свойства УУКМ
7.3. Методы изготовления каркасов
7.4. Методы насыщения
8. ПРИМЕНЕНИЙ УУКМ.
8.1. УУКМ в ракетнокосмической технике
8.2. Углеродуглеродные композиты в промышленности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В работах , 3, 5 исследованы структура углеродуглеродных материалов и взаимодействие волокон с матрицей. С
позиций микромеханики композиционных материалов проанализированы возможности определения свойств материала по свойствам исходных компонентов. Так, в работе 3 рассмотрены углеродуглеродные материалы, полученные в результате пиролиза органического исходного связующего. На различных стадиях пиролиза определены механические характеристики материала, и полученные данные сопоставлены со свойствами компонента. В процессе пиролиза в матрице образуются трещины, обусловленные различием коэффициентов линейного расширения волокна и матрицы При растяжении материала эти трещины служат концентраторами напряжений. Пиролизное растрескивание может быть уменьшено путем отработки технологии пропитки, а также выбором исходных связующих, хорошо поддающихся карбонизации Углеродуглеродные материалы имеют не только поверхность раздела волокноматрица, но и поверхность раздела матрицаматрица 5. Причина возникновения поверхностей разделов матрицаматрица заключается в особенности процесса химического осаждения углерода из газообразных углеводородов, в результате которого вокруг каждого волокна образуются однородные слои пироуглерода. Влияние поверхностей раздела волокноматрица и матрицаматрица на механические свойства композиций изучалось путем механических испытаний, а также методами септической и сканирующей электронной микроскопии. Термические напряжения в процессе охлаждения материала от температуры получения до комнатной могут привести к разрыву и дроблению матрицы .