Совершенствование технологии процесса пропитывания волокнистых наполнителей полимерными и олигомерными связующими (1026277), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

% образуется пространственный каркас структурированного связующего,разрушающийся лишь при внешнем давлении (100  450) ·103 Н/м2.4.Предложена методика определения статического угла смачиванияволокон, основанная на значении давлений, при которыхпроисходитнеобратимая деформация внешнего и внутреннего граничных слоев.

Даннаяметодика рекомендована для контроля качества поверхности армирующихнаполнителей.5.Изучено влияние размеров и концентрации дискретных волокон нареологические характеристики эластомерных связующих. Показано, что ихкомпозиции на основе дискретных углеродных волокон или порошка железажидкообразны проявляют дилатантные, ньютоновские или псевдопластическиесвойства в зависимости от концентрации наполнителя, значений напряжениясдвига, соотношения длины и диаметра волокна. Предложена новая трактовкадилатантного и псевдопластического состояний наполненных эластомерныхкомпозиций.6.Предложенарациональнаятехнологияперемешиванияпорошкообразных и дискретных волокнистых ПКМ, при которых системанаходитсявпсевдопластическомсостоянии.Рекомендованановая108 характеристика качества волокнистых наполнителей, названная в работеретикуляцией поверхностной плотности.7.Разработана новая математическая модель капиллярного теченияжидкостей на основе обобщения уравнений Навье-Стокса-Дарси, котораяпозволила следующим образом сформулировать теорему капиллярного теченияжидкостей: «При течении жидкости, смачивающей или не смачивающей стенкилюбой капиллярно-пористой системы неизбежно формирование двуслойногопотока, в приграничном слое которого жидкость движется турбулентно снулевым расходом, в осевом – ламинарно».

Разработанные математическиемодели позволили объяснить особенности микроструктуры волокон из СВМПЭи сформулировать рекомендации по увеличению их прочности на 36 – 40 %.8.Полученные в работе значения давлений, при которых происходитразрушение граничных слоев, использованы при разработке технологическихрекомендаций для изготовления ПКМ.

При этом прочность при межслоевомсдвиге для стекло - и углепластиков повышается на 32 %. Установлено, чтоприменение найденных в работе технологических режимов позволило снизитьпористость стеклопластиков на 64 %, углепластиков – на 33 %.8.Результатытеоретическихиэкспериментальныхисследованийположены в основу технологий изготовления композитных обечаек (ООО«Поток-М»), надстройки пассажирского судна на подводных крыльях (ЗАО«Псковская лодочная верфь»), оснастки для параболического зеркала антенны(«ОКБ им. М.П. Симонова»).

Результаты работ использованы в НИР и ОКР вМежотраслевом инжиниринговом центре композитных материалов МГТУ им.Н.Э. Баумана.109 СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙАК, А – коэффициенты пропитывания под действием капиллярной силы иливнешнего давления, соответственно, м/с0,5kК – константа в уравнении Освальда-Вэйля, ПасК – коэффициент проницаемости в законе Дарси, 10 – 12 м2kД – динамический коэффициент вязкости связующегоk −коэффициент трения между стенкой капилляра и жидкостьюР, Р, РТ, РК и РР – соответственно давление, перепад давлений, пределтекучести, капиллярное давление, давление в зоне пластического теченияжидкости, Н/м2P0 – перепад давления, при котором течение жидкости прекращается /начинается, Н/м2P1  vсм / hm2 – критический перепад давлений, при котором течения смачивающейи несмачивающей жидкости становятся ламинарными, первое критическоедавление при капиллярном пропитывании волокон, Н/м2Р2– второе критическое давление при капиллярном пропитывании волокон,Н/м2K  hm2 [1 th(h / hm )] – эффективный коэффициент проницаемости Дарси K с(h / hm )учетом масштабного эффектаk (y) − полиномы Лежандра степени k , единичные профили скоростейжидкостиРСД,σ, СД – напряжение сдвига, ПаКР– критическое напряжение сдвига, ПаРСД 0 –напряжение сдвига при Sуд → SГ, Па, Н/м2SУД – удельная поверхность, м2/гSГ– «идеально» гладкая геометрическая поверхность, м2/гSГИСТ–площадь петли гистерезиса вязкости, услов.

ед.110 SД – площадь сечения пропитываемого образца, м2/гSР – коэффициент растекания жидкостиξ – коэффициент изменения усилия сдвига ГС при изменении удельнойповерхности волокнаLД – длина пути в направлении пропитывания, мL – длина капилляра / волокна, ммH – расстояние между волокнами, мкмht – постулированная толщина турбулентного слоя в уравнении Навье-Стокса,мкмhm – характерная толщина турбулентного граничного слоя в уравнениях Навье-Стокса-Дарсиr – радиус волокон, мкмt – толщина полуслоя слоистой ячейки периодичности, мкмk – коэффициент трения жидкости по стенке капилляра (волокна)2h – гидродинамический просвет слоистой ячейки периодичности, мкмhm– длина затухания мениска жидкости, мкм, равная толщине турбулентногограничного слоя в уравнении Навье- Стокса-Дарсиhm2 – коэффициент проницаемости в уравнении Дарси, м2n – индекс течения в уравнении Освальда-ВэйляQ – объемный расход жидкости, л/сDЭФФ, rЭФФ – эффективный диаметр и эффективный радиус единичногокапилляра, м;D – диаметр волокна / частицы порошкообразного наполнителя, мкмV – линейная скорость пропитывания, м/сR – радиус выходного отверстия фильерыWА ,WК – работа адгезии, работа когезииТ, Ж, ТЖ – поверхностное натяжение на поверхности твердое тело-газ,жидкость-газ, твердое тело-жидкость, Дж/м2– скорость сдвига, с-1111 – динамическая вязкость, ПасК– кинематическая вязкость, санти-стоксV(y) – профиль скоростей жидкости в функции от поперечной координатыотверстия фильеры «y»v*– средняя скорость, м/сvi –векторное поле скоростей, м/сv – аксиальная компонента скоростей, м/сv –осредненная по поперечному сечению аксиальная компонента скорости, м/сvk –амплитуды при единичных профилях скоростей, м/сvсм – скорость смачивания преформы при нулевом перепаде давления, м/с– плотность, кг/м3– касательные напряженияВ– время, с0 , НД–статический угол смачивания и динамический углы натекания– объемное содержание наполнителя, %max– максимальное содержание наполнителя, %– коэффициент, зависящий от содержания волокнаφкр– критическое содержание порошкообразного наполнителяКР 1, КР 2 – критические концентрации наполнителя, при которых происходитперекрывание, внешнего и внутреннего граничных слоев–точность, с которой определяется отсутствие граничного слояГС – граничный слойПКМ – полимерные композиционные материалыУВ – углеродное волокно112 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Алексашин, В.М.

Использование методов термического анализа дляустановления технологических параметров процессов отверждения клеящихсистем / В.М. Алексашин, К.Е. Куцевич, Н.В. Антюфеева, А.П. Петрова //Всематериалы. Энциклопедический справочник. −2015. − №12. − С.15−21.2.Аниховская, Л.И. Клеи и клеевые препреги для перспективныхизделий авиакосмической техники / Л.И. Аниховская, В.Т. Минаков − В кн.:Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2002: Юбилейныйнауч.-технич.сб.

М.: МИСиС-ВИАМ. 2002. С. 315−325.3.Армированные пластики. Под ред. Г.С. Головкина. М.: МАИ, 1997. –402 с.4.Баурова, Н.И. Применение полимерных композиционных материаловпри производстве и ремонте машин: учеб.пособие / Н.И. Баурова, В.А. Зорин. –М.: МАДИ, 2016. – 264 с.5.Баурова,материаловнаН.И.основеСтруктурныеисследованияслюдопигментов//диагностическихАвтомобиль.Дорога.Инфраструктура.

−2015. − №4 (6). − С.7.6.Баурова,Н.И.Разработкаосновтехническогообеспеченияпроизводства машин и мониторинга изменения их технического состояния сприменениемнаноструктурированныхматериалов//дис.насоиск.учен.степени д.т.н. – 2010.7.Баженов, С.Л. Полимерные композиционные материалы / С.Л.Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков, В.Г. Ошмян. − Долгопрудный:Издательский Дом «Интеллект», 2010. – 352 с.8.Белашова,И.С.Дисперсионноеупрочнениепиролитическиххромовых покрытий наночастицами карбидов при кристаллизации аморфнойфазы / И.С. Белашова, Л.Г.

Петрова // Нанотехнологии: разработка, применение- XXI век. 2014. − Т. 6. − № 3. − С. 9 −14.113 9.Белов,П.А.Кинетикапропитыванияволоконсвязующим,градиентное обобщение уравнения Навье-Стокса-Дарси / П.А. Белов, А.С.Бородулин, Л.П. Кобец, Г.В. Малышева // Все материалы. Энциклопедическийсправочник. −2015. − №12. − С.2−6.10.Белов, П.А. Континуальная теория адгезионных взаимодействийповрежденных сред / П.А.

Белов, С.А. Лурье // Механика композиционныхматериалов и конструкций –2009. − Т. 15. −№4. – С.610– 629.11. Белов,П.А.Кинетикапропитыванияволоконжидкостями.Моделирование в рамках обобщения уравнений Навье-Стокса / П.А. Белов,Л.П. Кобец, А.С. Бородулин // Материаловедение.

− 2014. − № 3. − С.29−33.12. Беляев, А.Ю. Усреднение в задачах теории фильтрации. М.: Наука,2004. – 200 с.13. Бессонов, И.В. Реологический и термический анализ низковязкихэпоксифурановых композиций / И.В. Бессонов, А.В. Полежаев, М.Н.Кузнецова, В.А. Нелюб, И.А. Буянов, И.В.

Чуднов, А.С. Бородулин // Клеи.Герметики. Технологии. − 2013. − №4. − С. 29 −33.14. Бернардинер, М.Г. Гидродинамическая теория фильтрации аномальновязких жидкостей / Бернардинер М.Г., Ентов В.М. М.: Наука, 1975. − 199 с.15. Бородулин, А.С. Моделирование кинетики процессов пропиткитканных наполнителей при производстве изделий из стеклопластиков / А.С.Бородулин, А.Н. Марычева, Г.В. Малышева // Физика и химия стекла.

Характеристики

Список файлов диссертации