Автоматизация технологий производства армированных композиционных материалов и покрытий для конструкций летательных аппаратов

• Автор: Кузнецов, Василий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 163 с.

1.1 Применение покрытий при производстве ЛА.

1.2 Основные факторы, влияющие на качество покрытия.

1.3. Композиционные материалы и их свойства

1.4. Основные принципы построения и функционирования автоматизированного управления технологическими процессами и производствами
1.5. Имитационное моделирование как основа автоматизированного управления технологическими процессами и производствами

1.6. Патентное исследование способов производства композиционных материалов

1.7. Выводы

Раздел 2. Разработка моделей и алгоритмов

2.1. Модель двухкомпонентной смеси порошков

2.2. Методы управления свойствами композиционных материалов

2.3. Этапы автоматизированной технологии производства армированных композиционных материалов для конструкций летательных аппаратов
2.4. Математическая модель приварки армирующего каркаса к подложке
2.5. Этапы автоматизированной технологии производства конструкций летательных аппаратов с покрытиями из армированных композиционных материалов
2.6. Выводы
Раздач 3. Реализация и анализ результатов
3.1. Разработка технологий производства меднофторопластового композиционного материала.
3.1.1. Генерирование набора технологий для производства меднофторопластового композита
3.1.2. Выбор подводимого типа энергии.
3.1.3. Расчет необходимой мощности
3.1.4. Выбор источника энергии
3.1.5. Расчет необходимой энергии.
3.2. Опыт 1 проверка модели смеси двух порошков.
3.3. Опыт 2 проверка модели смеси двух порошков.
3.4. Опыт 3 получение меднофторопластового армированного покрытия
3.5. Выводы.
Заключение
Библиог рафический список литературы
Приложение
Приложение I. Программа
Приложение 2. Примеры моделирования для различных соотношений двух порошков.
Введение


Система из четырех нитей строится путем разложения упрочнителя по диагоналям куба. Структура из четырех нитей равновесна, имеет повышенную жесткость при сдвиге в главных плоскостях. Однако создание четырех направленных материалов сложнее, чем трех направленных , . Волокнистые композиционные материалы. Композиционные материалы с волокнистым наполнителем упрочнителем по механизму армирующего действия делят на дискретные, в которых отношение длинны волокна к диаметру Ш0чэ, и с непрерывным волокном, в которых Шяоо. Дискретные волокна располагаются в матрице хаотично. Диаметр волокон от долей до сотен микрометров. Чем больше отношение длинны к диаметру волокна, тем выше степень упрочнения , . Прочность композиционных волокнистых материалов определяется свойствами волокон матрица в основном должна перераспределять напряжения между армирующими элементами. Поэтому прочность и модуль упругости волокон должны быть значительно больше, чем прочность и модуль упругости матрицы. Жесткие армирующие волокна воспринимают напряжения, возникающие в композиции при нагружении, придают ей прочность и жесткость в направлении ориентации волокон. Композиционные материалы на металлической основе обладают высокой прочностью и жаропрочностью, в то же время они малопластичны. Однако волокна в композиционных материалах уменьшают скорость распространения трещин, зарождающихся в матрице, и практически полностью исчезает внезапное хрупкое разрушение. Отличительной особенностью волокнистых одноосных композиционных материалов являются анизотропия механических свойств вдоль и поперек волокон и малая чувствительность к концентраторам напряжения. Однако необходимо учитывать, что матрица может передавать напряжения волокнам только в том случае, когда существует прочная связь на поверхности раздела армирующее волокно матрица. Для предотвращения контакта между волокнами матрица должна полностью окружать все волокна , что достигается при содержании ее не менее ,, , . Основееым недостатком композициоешых материалов с одно и двумерным армированием является низкое сопротивление межслойному сдвигу и поперечному обрыву. Этого лишены материалы с объемным армированием . В принципе, композиционные материалы с измельченным и в частности, с непрерывным волокном иили нитями, и слоистые материалы представляют собой предпочтительные конструкционные материалы, поскольку они сочетают в себе желательные присущие им физические иили химические свойства матрицы с превосходными характеристиками прочности и жесткости, получаемых от волокна иили нитей. Измельченные волокна или нити и длинные сплошные волокна или нити в основном используют в четырех конфигурациях , из которых однонаправленная конфигурация длинное или непрерывное волокно, либо нити, расположенные по существу параллельно и конфигурация с ориентированными нарезанными волокнами измельченные волокна или нити, расположенные все в одном и том же направлении в принципе обеспечивают оптимальное качество. Поскольку волокна обеспечивают значительный контроль внутренней структуры композиционного материала вследствие их высокого отношения длины к диаметру, то длинные, непрерывные волокна представляют собой выбор усиливающих элементов для изготовления качественных композиционных материалов. Однако в работе указано, что при изготовлении композиционных материалов, которое обычно затрагивает сложную геометрию, трудно размещать непрерывное волокно во время процесса изготовления. Дисперсноупрочненные композиционные материалы. В отличие от волокнистых композиционных материалов в дисперсноупрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций. Высокая прочность достигается при размере частиц 0 нм при среднем расстоянии между ними нм и равномерном распределении их в матрице. Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы для различных металлов неодинаково, но обычно не превышает 5 об.