Разработка и управление качеством композиционных материалов специального назначения с использованием системного подхода и моделирования процессов формирования их структуры и свойств

• Автор: Гарькина, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 0 с. : 276 ил.

ВВЕДЕНИЕ
Развитие ядерной энергетики, чернобыльская катастрофа, необходимость решения задач по инженерной защите персонала, населения, оборудования, зданий и сооружений ряда отраслей промышленности, включая хранение высокотоксичных и радиоактивных отходов и материалов, значительно повысили актуальность создания композиционных материалов со специальными свойствами с возможностью регулирования их структуры.
Для Пензенской области работы по решению этих задач имеют особый интерес предстоящее уничтожение .2 российских запасов химического оружия по Федеральной программе в соответствии с Международной конвенцией наличие в г. Заречный Пензенской области объединения Старт Росатома РФ и др
В работе и осуществляется комплексное исследование научных и технических проблем, связанных с разработкой композиционных материалов специального назначения с применением математического моделирования, вычислительного эксперимента, методов и алгоритмов структурнопараметрического синтеза и идентификации сложных систем с позиций системного анализа для обеспечения безопасности деятельности объектов ядерной энергетики, химически опасных производств и др. Полученные результаты являются теоретической основой для получения различных композиционных материалов с заданным комплексом эксплуатационных свойств и базой компьютерного проектирования и управления технологией их производства.

Актуальность

В технологии доминирует рецептурный подход, а в исследованиях метод проб и ошибок Управление таким технологическим процессом имеет интуитивный характер, основанный только на опыте технолога. Второй этап становление новой технологии. МатериалаИсследования проводятся с привлечением фундаментальных наук. Формируются представления о влиянии управляющих факторов на структуру материала и ее взаимосвязи со свойствами. Проводится классификация управляющих факторов, из них выделяются доминирующие, объединенные в систему рецептурнотехнологические факторы. На этом этапе в материаловедении возникла теория искусственных строительных материалов. Знания о технологии имеют эмпирический характер, не содержат обобщающих закономерностей, основанных на фундаментальных законах природы. Здесь при промышленном выпуске продукции, организации полуавтоматизированного управления производством главную функцию в принятии решения имеет человек оператор. Такая организация производства допускает достаточно большие межпартионные колебания качества продукции. На третьем этапе используется эффективная технология при научном владении производством. Здесь основополагающим принципом является получение строительного материала уже с заданным уровнем качества. Понятие качества расширяется и включает не только требования по изготовлению материала технологическому процессу, но и его соответствие условиям эксплуатации изделия эксплуатационные свойства и долговечность. В этом случае технология включает два взаимосвязанных цикла технологический и эксплуатационный рис. На каждом из циклов проводится оценка влияния управляющих воздействий на качество материала и при их отклонении от заданных параметров принимается решение об изменении рецептуры и условий изготовления материала условий структурообразования. Рис. При этом важно легально владеть знаниями как о технологическом процессе, так и о процессе структурообразования пол действием эксплуатационных факторов. Эго предполагает идентификацию технологического процесса и построение адекватной модели рецептурнотехнологические факторы структура качество материала. Возможность идентификации следует из принципа закона 0ной эффективности математики 3 Для любой реальности явления, процесса и т д. Эффективность управления технологией технологическим процессом зависит от степени изученности материала адекватности его модели и процессов, уровня техники и доли ручного труда, организации системы сбора информации на технологических переделах, технического контроля и оперативности принятия управленческих решений. В настоящее время формирование структуры и свойств композиционных строительных материалов, изготовленных на различных вяжущих веществах, рассматривается с точки зрения лолиструктурной теории академика РААСН В. И. Соломатова 4. В основе ее лежат теоретические и практические знания об отдельных материалах и технологиях. Она во многом позволяет осуществить переход от описательного изложения результатов исследований к теоретическим обобщениям, дальнейшему прогрессу в технологии композиционных материалов. Здесь композиционные материалы в частности бетоны представляются полисгруктурными, то есть составленными из нескольких структур, переходящих одна в другую по принципу структура в структуре. Такое разделение носит не формальный, а объективный характер и оказывается плодотворным при направленном структурообразовании, формировании свойств материала и обосновании его технологии. Предполагается, что при установлении объективных закономерностей структурообразовдния и формирования свойств композита его структуру а именно полиструктуру достаточно рассматривать на двух характерных уровнях микроструктуры и макроструктуры. В рамках полиструктурной теории для каждого масштабного уровня полиструктуры указываются закономерности формирования свойств композитов от структурообразующих факторов. Укажем основные закономерности формирования микроструктуры композитов. Микроструктура связующее образуется при совмещении низковязких вяжущих веществ и наполнителей тонкомолотых дисперсных фаз. С количество наполнителя, кг 5д удельная поверхность наполнителя, м кг.