Системный анализ и моделирование физико-химических характеристик полимеров в условиях ультразвукового контроля их качества

• Автор: Зайчиков, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1. Литературный обзор.

1.1. Классификация показателей качества полимеров

1.1.1. Структурномолекулярные свойства.

1.1.2. Агрегатные и фазовые состояния полимеров

1.1.3. Механические методы испытания полимеров.

1.1.4. Технические свойства полимеров

1.1.5. Пластоэластические свойства.

1.1.6. Вязкость по Муни

1.1.7. Твердость по Шору.

1.1.8. Прочностные свойства

1.1.9. Методы моделирования прочностных свойств полимеров

1.2. Вязкоупругие релаксационные свойства полимеров.
1.2.1. Механические модели линейного вязкоупругого тела
1.2.2. Принцип температурновременной эквивалентности
1.2.3. Тангенс угла механических потерь. Релаксационные переходы
1.2.4. Теоретические предпосылки использования динамических механических методов исследования. Волновое уравнение.
1.2.5. Подходы к моделированию тангенса угла механических потерь
1.3. Ультразвуковой метод исследования реологических свойств
полимеров.
1.3.1. Применение ультразвука для контроля качества материалов.
1.4. Классификация основных подходов к моделированию показателей
качества полимеров
1.5. Обзор подходов к моделированию статистических характеристик
1.6. Обоснование использования системного подхода к моделированию
ультразвуковых систем контроля показателей качества полимеров.
1.7. Выводы и направления исследования
2. Системный анализ процесса моделирования ультразвуковой
измерительной системы показателей качества полимеров.
2.1. Цели и задачи системного анализа УЗ систем контроля.
2.2. Макропроектирование .
2.3. Микропроектирование УЗ системы контроля показателей качества
как информационноизмерительной системы.
2.4. Алгоритм функционирования предложенной системы
2.5. Формирование структур и параметров математических моделей в
ультразвукового контроля качества.
2.5.1. Теоретическое обоснование УЗ контроля твердости по Шору резины.
2.5.2. Теоретическое обоснование УЗ метода контроля вязкости по Муни.
2.5.3. Теоретическое обоснование УЗ метода контроля предела прочности при разрыве
2.5.4. Синтез структур математических моделей ультразвукового контроля предела прочности при разрыве и вязкости по Муни
2.5.5. Одновременная оценка нескольких показателей качества
2.6. Определение показателя качества по температурным и частотным
распределениям тангенса угла механических потерь
2.7. Выводы
3. Экспериментальная проверка математических моделей акустического контроля показателей качества полимеров
3.1. Экспериментальная проверка математической модели ультразвукового контроля твердости по Шору А резин.
3.2. Экспериментальная проверка математических моделей УЗ контроля вязкости по Муни и предела прочности при разрыве полимеров
3.3. Методика моделирования тангенса угла механических потерь в
полимерах.
3.3.1. Применение семейств универсальных распределений Пирсона для описания зависимостей ,.
3.3.2. Структурнопараметрический синтез модели тангенса угла механических потерь для вязкоупругого тела с тремя релаксационными механизмами.
3.3.3. Анализ предложенной моделиi
3.3.4. Сравненительный анализ методов моделирования тангенса угла механических потерь.
3.3.5. Экспериментальная проверка метода моделирования 6.
3.4. Выводы
4. Описание методики ультразвукового контроля показателей
качества полимеров.
4.1. План эксперимента.
4.2. Описание экспериментальной установки акустического контроля
показателей качества полимеров
4.3. Обработка результатов измерения.
4.4. Алгоритм работы программы идентификации.
4.5. Оценка погрешностей методов контроля
Выводы.
Список использованной литературы


Рассмотренные молекулярные характеристики полимеров порядок в расположении звеньев полимерной цепи и самих цепей, гибкость цепи, подвижность и плотность упаковки молекул сильно меняются с температурой. В 4 отмечено, что практически все возможные в реальности свойства полимерных систем закодированы в структуре отдельных макромолекул, но реализуются они на уровне надмолекулярной организации. Т.е. Наиболее достоверным путем оценки качества изделий и эффективности технологических процессов их изготовления является проверка свойств резиновой смеси на производственном оборудовании и готовых изделий в эксплуатации, однако такой путь очень трудоемок и не позволяет контролировать качество изделий на всех стадиях производства. Наиболее объективными являются физические методы испытаний . Они дают возможность получить показатели, имеющие ясный физический смысл, наиболее полно и объективно характеризовать некоторые свойства, присущие именно испытуемому материалу безотносительно к конкретным особенностям режима переработки и эксплуатации. Показатели, получаемые физическими методами часто являются абсолютными характеристиками материала, знание которых необходимо при создании из него оригинальных конструкций, либо при поисках новых его применений. Эти показатели могут служить для сравнения материалов самого различного назначения и для оценки влияния на свойства материалов структуры и способов получения. Особенностью физических методов является сравнительная простота режимов нагружения, необходимая для количественного учета роли напряжения, деформации, температуры и времени воздействия при испытании. Общие методы дают количественные абсолютные характеристики механических свойств материалов, пригодные для анализа их поведения при любых режимах нагружения и могут быть поэтому использованы при сравнении материалов самого различного назначения. Специальные методы строятся с учетом особенностей режимов переработки материалов или эксплуатации изделия. Как правило, эти режимы достаточно сложны и не поддаются строгому анализу. Показатели, получаемые этими методами часто являются условными и пригодными лишь для сравнительных оценок материалов, предназначенных для конкретных условий переработки или эксплуатации. Контрольные методы предназначены для испытаний различных партий одного и того же материала и служат для обнаружения нежелательных отклонений свойств контролируемою материала от заданных норм, или показателей, получаемых на материале удовлетворительного качества. В резиновой промышленности наиболее распространены механические методы анализа свойств полимеров. Механические испытания производятся как на образцах и специально изготовленных модельных конструкциях, так и на готовых изделиях. Первый класс испытаний отличается от обычных лабораторных испытаний резиновых образцов и модельных конструкций только способом их заготовки. При испытании по второму и третьему классу используются неразрушенные готовые изделия. К данным группам также относят испытания полуфабрикатов в процессе их производства. Важной задачей является самый выбор соответствующих методов испытаний в связи с многообразием показателей, необходимых для полной характеристики рабочих свойств материала. Вес механические методы испытания, независимо от назначения, принято разделять на статические и динамические. Как статические, так и динамические испытания в свою очередь могут классифицироваться по типу применяемой деформации растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение, сложнонапряженное состояние, по температуре испытания низко температурные, высокотемпературные, испытания, проводимые при нормальной комнатной температуре, по среде, в которой производятся испытания воздух, инертные газы, вакуум, кислород, озон или другие химически и физически агрессивные среды и т. Для специалистов резиновой промышленности особый интерес представляют технические свойства эластомеров на стадиях получения изделий технологические свойства каучуков и резиновых смесей, а также в процессе эксплуатации изделий эксплуатационные качества резин , .