Разработка теплофизических методов и средств для неразрушающего контроля физико-механических свойств композиционных материалов

• Автор: Рогов, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 219 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные обозначения и аббревиатуры
Введение
1. Обзор теплофизических методов контроля свойств композиционных
материалов и постановка задачи исследования
і. І. Композиционные материалы и неразрушающий контроль их
свойств теплофизическими методами
1.2. Автоматизированные установки контроля
теплофизических характеристик
1.3. Некорректность задачи при определении свойств материалов теплофизическими методами
1.4. Постановка задачи исследования
2. Теоретические основы тешюфи.зических. методов неразрушающего контроля свойств композиционных материалов
7.1. Выбор направления исследования по разработке методов неразрушающего контроля теплофизических характеристик
2.2. Метод определения теплофизических характеристик с использования круглого источника тепла постоянной мощности
2.2.1. Модель процесса нестационарного теплопереноса от плоского
источника тепла постоянной мощности в виде круга
2.2.2. Расчетные выражения и основные операции
при определении теплофизических характеристик
2.3. Метод определения теплофизических характеристик с использованием линейного импульсного источника тепла
2.3.1. Модель процесса нестационарного теплопереноса
от линейного импульсного источником тепла
2.3.2, Расчетные выражения и основные операции
при определении тешюфизических характеристик

2.4. Коррекция термограмм с учетом нестабильности
мощности, выделяющейся на нагревателе
2.5. Выводы по второй главе
3. Анализ погрешностей измерения теплофизических
хараістеристик материалов
,5.1. Опенка погрешностей измерения ТФХ методом с круглым
нагревателем постоянной мощности
3.1.1. Оценка случайных погрешностей
3.1.2. Анализ систематических погрешностей
3.1.3. Выводы по разделу
3.2. Оценка погрешностей измерения ТФХ методом с линейным импульсным источником тепла
3.2.1. Оценка случайных погрешностей
3.2.2. Анализ систематических погрешностей
3.2.2.1. Влияние конечности размеров нагревателя
3..2.2.2. Влияние теплоемкости нагревателя и теплоемкости
термоприемников
8.2.2.3, Влияние оттоков тепла в материал зонда
3.2.2.4. Влияние термических сопротивлений
3.2.3. Выводы по разделу
4. Состав, принцип функционирования и алгоритмическое обеспечение
измерительно-вычислительной системы
4.1. Состав и принцип функционирования измерительно-
вычислительной системы
4.7. Конструкции измерительных зондов
4.3. Алгоритм определения рабочих участков
термограмм и оценки параметров моделей
сто.
4 4, Алгоритмы контроля за ходом эксперимента и обработки
экспериментальных данных
4.5. Выводы по четвертой главе
5. Результаты исследования физико-механических
свойств материалов и изделий
5.1. Композиционные полимерные материалы. Композиты строительного назначения. Полимерно-керамические материалы
5.2. Сравнительный анализ методов контроля ТФХ композитов
5.3. Получение эмпирических зависимостей между ТФХ и прочностью, плотностью, водопоглощением, технологическими
и структурными характеристиками композитов
Заключение
Литература
Приложения

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
2 Л. Выбор направления исследования по разработке методов неразрушающего контроля теплофизических характеристик
В случае неразрушающего контроля материалов активными тепловыми методами (рис. 2Л) искомые ТФХ проявляются через температурный отклик (Т(т)) исследуемого образца на тепловое воздействие Щ), которому подвергается образец (или изделие) в специально организованном эксперименте.
В настоящее время для обработки данных эксперимента при НК ТФХ материалов тепловыми методами в основном применяется два подхода. Первый предполагает получение и использование эмпирических зависимостей на основе проведения большого числа экспериментов во всем диапазоне контролируемых свойств и материалов. Достоин- Рис. 2.1 Схема измерительного процесса:
Н - нагреватель, ТП - термоприемник, ством данного подхода является из _ измерительный зонд
простота математического обеспечения измерительных систем, а следовательно, возможность их реализации дешевыми техническими средствами. Существенный недостаток - достаточную точность можно обеспечить лишь для узкого класса материалов.
Второй подход предусматривает использование аналитических моделей, получаемых решением классических задач теплопроводности. Достоинством таких методов является достаточно высокая точность в широ-
[ [ГГ] [тп]—►Т(т) [