Разработка технологии контактного формования композитных конструкций с учетом индивидуальных свойств исходного сырья

• Автор: Беляков, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Глава 1 АНАЛИЗ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАЗРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ
1.1. Полимерные композиционные материалы. Особенности структуры и технологии изготовления
1.2. Компонентная база полимерных композиционных материалов
1.2.1. Современное состояние рынка углеродных наполнителей
1.2.2. Современное состояние рынка полимерных матриц
1.3. Характеристика технологического процесса изготовления композитных конструкций методом контактного формования
1.4. Математическое описание технологических параметров формообразования полимерного композиционного материала
1.5. Постановка задачи
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МЕТОДОМ КОНТАКТНОГО ФОРМОВАНИЯ
2.1. Математическое описание процесса уплотнения с учетом основных технологических параметров
2.2. Свойства термореактивной полимерной системы наполнитель-связующее
2.2.1. Описание кинетики процесса отверждения
2.2.2. Построение обобщенной кинетико-реологической модели отверждения термореактивной полимерной системы наполнитель-связующее

Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА ПРИ ГОРЯЧЕМ ПРЕССОВАНИИ
3.1. Анализ динамики уплотнения
3.1.1. Методика экспериментального исследования
3.1.2. Результаты экспериментального исследования
3.2. Анализ кинетики процесса отверждения
3.2.1. Методика экспериментального исследования
3.2.2. Результаты экспериментального исследования
3.3. Анализ реологии процесса отверждения
3.3.1. Методика экспериментального исследования
3.3.2. Результаты экспериментального исследования
3.4. Анализ изменения объемного содержания волокна
3.4.1. Методика экспериментального исследования
3.4.2. Результаты экспериментального исследования
Глава 4. 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ АВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ
4.1. Разработка комплекса методического и программноматематического обеспечения технологии контактного
формования
4.1.1. Методика согласованного выбора технологических режимов формования композитных конструкций
4.1.2. Структура и алгоритм применения программноматематического обеспечения
4.1.3. Реализация методики согласованного выбора
технологических режимов формования композитных конструкций в форме оптимизационной задачи

4.2. Технологический процесс автоклавного формования композитных конструкций
4.2.1. Оснастка для изготовления композитных конструкций ракетно-космической техники
4.2.2. Основные операции препреговой технологии изготовления трехслойной конструкции с алюминиевым сотовым заполнителем
4.3. Промышленная апробация результатов исследования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Блок-схемы программ расчета
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Листинги программ расчета
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схема расчета диаграммы изменения давления
Рис. 3.4. Схема установки термопар в конструкции пресса.
1 - основание; 2 - плита; 3 - спираль; 4 - плита с водным охлаждением; 5 - плита верхняя; 6 - образец; 7 - плита нижняя; 8 - отверстия для установки термопары
Таблица 6.
Режимы прессования образцов
Порядковый номер образца Давление на манометре пресса Рман, МПа Удельное давление прессования Руд, МПа
1 1,2 0,15
2 2,0 0,25
3 2,8 0,35
4 3,6 0,45
Подогрев плит пресса при горячем прессовании выполняется в соответствии с температурно-временным режимом отверждения. Режим отверждения предполагал нагрев со скоростью 2°С/мин до температуры 170+5 °С и выдержку не менее 3-х часов. За начальную толщину образца принимается минимальное значение толщины, регистрируемое при проведении подпрессовки в холодном состоянии (рис.3.5). Начальные толщины образцов составили 7,65 мм; 6,95 мм; 6,87 мм; 6,58 мм при удельном давлении прессования 0,15 МПа; 0,25 МПа; 0,35 МПа; 0,45 МПа соответственно.
При горячем прессовании контролируются температуры пяти элементов конструкции пресса с помощью термопар типа ХК (рис.3.4).
Регулирование температурно - временного режима выполняется по термопарам, установленным в алюминиевых плитах 5,7 (рис.3.4). Проведенные ис-