Развитие методов и совершенствование средств исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов легкой промышленности

• Автор: Соколовский, Алексей Ратмирович
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 287 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 .СИСТЕМНОСТРУКТУРНЪШ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ВОЛОКНИСТОПОРИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Основные понятия и принципы системного анализа

1.2. Структура кожевой ткани как характеристика системы

1.3. Влияние внешней среды на структурные характеристики материалов

1.3.1. Дизайн кожевой ткани

1.3.2. Дизайн изделий из кожевенного и мехового полуфабриката

1.4. Синергетический подход к рассмотрению эволюции свойств кожевенных материалов

1.5. Информационный подход к исследованию структуры волокнистопористых материалов

1.6. Анализ методов и устройств исследования физикомеханических свойств волокнистопористых материалов
1.7. Постановка задач исследования
2.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
ВОЛОКНИСТОПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА
2.1. Аппаратура и методики исследования предельных состояний волокнисто пористого биокомпозита
2.2. Построение поверхностей прочностей кожевого материала

2.3. Исследование изменения прочности кожевой ткани в процессе технологической обработки
2.3.1. Исследование изменения прочности кожевой ткани овчины в результате разбивки
2.3.2. Исследование изменения прочности кожи в результате разводки
2.3.3. Исследования изменения прочностных свойств кож из шкур карпа
2.4. Влияние скорости деформирования на прочность многослойного композита
2.5. Определение коэффициента сцепления слоев при использовании двухслойной модели биокомнозита
Выводы
З.МЕТОДОЛОГИЯ АКУСТИКОЭМИССИОННОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСГОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Особенности акустикоэмиссионного исследования напряженнодеформационного состояния материалов
3.2. Аппаратура и методики исследования акустической эмиссии при одноосном и двухосном деформировании
3.3. Взаимосвязь параметров акустической эмиссии и напряженнодеформированного состояния при одноосном деформировании кож
3.4. Разработка акустикоэмиссионной методов определения и прогнозирования прочности кожевой ткани
3.5. Разработка методики диагностики предельных деформаций кожевой ткани методом акустической эмиссии при двухосном 2 деформировании
Выводы
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТОПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
4.1. Методы прогнозирования свойств материалов и аппарат нейронных сетей
4.2. Архитектура нейронных сетей
4.3. Алгоритм построения поверхности прочности по экспериментальным данным с применением нейронных сетей
4.4. Подготовка данных для построения нейросетевых моделей
4.5. Разработка и исследование моделей прогнозирования прочностных свойств кож и кожевой ткани овчин
5. МО ДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖЕВОЙ ТКАНИ
5.1. Исследование влияния структуры волокнистопористого композита на деформационные свойства
5.1.1. Разработка структурной модели для описания физикомеханических свойств кожаной ткани
5.1.2. Оценка параметров структурной модели
5.1.3. Моделирование влияния структурных параметров на напряженнодеформационное состояние материала
5.2. Феноменологическая модель для исследования изменения вязкоупругих свойств кожи по реологическим спектрам
5.3. Феноменологическая модель определения единичного спектра кожи методом прокатывания
5.4. Феноменологическая модель вязкоупругих свойств кожевой
б
ткани с использованием временных фракталов
Выводы
6.МЕТ0Д0Л ИЯ НАПРАВЛЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА
6.1. Методика получения материалов с заранее заданными свойствами на механических операциях дизайна кож
6.2. Разработка методологии управления технологическим процессом
6.2.1. Разработка модели процесса
6.2.2. Разработка технического решения управления технологической операцией по сигналам акустической эмиссии.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В настоящее время накоплено большое количество экспериментальных данных и теоретических работ по оценке влияния различных факторов на физикомеханические свойства кожевой ткани, которые приведены в работах Белокурова В. Н. , Бурмистрова А. Г. , Васильева С. С., Жихарева Л. П. , Зыбина Ю. П. , Костылевой В. В.Щ3, Шестаковой Н. А.8 и многих других авторов. Рисунок 1. Вместе с тем в большинстве приведенных моделей не учитываются предельные состояния материала. Л 1. А и и эмпирические коэффициенты. При нестабильности коже вой ткани по толщине это может приводить к значительным погрешностям. Следует отметить, что, несмотря на достаточно большое число работ по построению феноменологических реологических моделей неупругого деформирования и разрушения материалов эта проблема еще далека от решения. Это связано с широким спектром свойств и эффектов для материалов различной природы разрозненностью экспериментальных данных и неоднозначностью выводов, следующих из них сложным взаимодействием деформаций вязкоупругости, пластичности, процессов накопления поврсжденности и многими другими причинами. Вязкоупругие свойства проявляются внешне в виде ползучести или релаксации напряжений. Один из путей построения соотношений теории вязкоупругости состоят в комбинировании упругих и вязких свойств. Для наглядного изображения такого рода комбинаций часто применяют как механические модели, представляющие собой определенные наборы пружин и вязких сопротивлений ,9,1, так и различные физические модели 7, выбор которых в основном зависит от рассматриваемого авторами уровня агрегатирования структуры материала. Р и О линейные дифференциальные операторы. Такие уравнения нашли широкое распространение при описании деформационных свойств кожи ,,,,3. Другой аппарат для описания вязкоупругих свойств основан на применении интегральных уравнений Больцмана Вольтерра ,7
1. При этом ядра интегральных уравнений определяются экспериментально и аппроксимируются заранее выбранными функциями, содержащими необходимое число неопределенных параметров. Имеются две точки зрения на то, какие функции влияния следует использовать в инженерных расчетах. Согласно одной из них, ядро ползучести должно обладать слабой особенностью сингулярностью при 0 для хевисайдовского нагружения А0 со. В то же самое время функция процесса должна быть конечной. Сингулярные ядра содержат меньше расчетных параметров и позволяют представить информацию о вязкоупругих свойствах материала в более компактной форме. Но малое число параметров налагает и определенную жесткость на кривую ползучести точность аппроксимации экспериментальных данных от этого считается. Иа практика наибольшее распространение получили функции Роботнова и Колтунова ,9, но попытка применения этих функций при описании деформационных свойств кожи не привела к положительным результатам. Приверженцы другой точки зрения 7 исходят из того, что физически более оправдано применение непрерывного или дискретного набора экспотенциальных регулярных ядер релаксационного спектра. Использование спектра дает высокую точность аппроксимации экспериментальных данных интегрирование уравнений в большинстве случаев осуществляется аналитически или с минимальными затратами машинного времени. При этом в конечном виде интегрируются уравнения, включающие задачи нестационарного нагружения. Экспотенциальное ядро является единственным разностным вырожденным ядром, поэтому при его использовании соответствующее интегральное уравнение можно свести к дифференциальному типа уравнения 1 . Число дискретных значений времен ретардации выбирается в зависимости от точности аппроксимации кривой ползучести и длительности этого процесса. Естественно, чем больше членов ряда времен используются, тем лучше совпадение расчетной кривой с экспериментом. С другой стороны, увеличивается трудоемкость расчетов, возникают дополнительные погрешности вычислений, возникают осложнения в решении ряда краевых задач. Одним из критериев для выбора Л может быть сравнение точности полученных экспериментальных данных с отклонениями расчетных кривых при разных от эксперимента 7. В общем случае количество экспонент определяется в зависимости от отношения конечного и начального времени наблюдения деформаций. У сч5г
0.