Вамболь Олексій Олександрович. Технологія формування листових панелей із полімерних композиційних матеріалів з регламентованими характеристиками

brief description

Вамболь Олексій Олександрович. Технологія формування листових панелей із полімерних композиційних матеріалів з регламентованими характеристиками. : Дис... канд. наук: 05.07.02 2008

Вамболь О.О. Технологія формування листових панелей із полімерних композиційних матеріалів з регламентованими характеристиками. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.02 проектування, виробництво та випробування літальних апаратів. Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», Харків, 2008 р.
Дисертацію присвячено розробці методики визначення технологічних параметрів процесу формування з метою отримання конструкції з ПКМ з регламентованими характеристиками при мінімальних затратах енергії та часу. Проведено дослідження процесів, що відбуваються на різних стадіях процесу формування.
Вирішено задачу визначення температурно-часової залежності процесу формування для одержання виробу з регламентованим ступенем ствердіння за мінімальний час.
Синтезовано математичну модель визначення технологічного НДС у виробі із ПКМ, яка враховує умови розігріву та охолодження, взаємний вплив допоміжних шарів, ФУП та пакету ПКМ, вплив реономних властивостей, а також температури на характеристики матеріалів.
Розроблено методику визначення параметрів (тиск, температура, час), яка дає змогу отримати однорідну, монолітну конструкцію з регламентованим об’ємним вмістом матеріалів і відхиленням від заданого контуру при обмеженому технологічному НДС. Встановлено чіткий взаємозв’язок параметрів силової моделі (тиск, час) з характеристиками пакета ПКМ залежно від температури та часу.
Результати дисертації впроваджено в УкрНДІТМ, АНТК «Антонов» та в навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «ХАІ».

Згідно з метою та поставленими задачами в дисертації були отримані такі наукові та практичні результати:

Розроблено методику визначення раціональних технологічних параметрів режиму формування (температура, час) на етапі розігріву, в основу, якої покладено отримання конструкції з регламентованим ступенем ствердіння за умовами мінімальних витрат енергії та часу. Крім того, наведена модель дозволяє побудувати залежність ФМХ матеріалу від ступеня полімеризації та враховувати у розрахунку НДС, який виникає в матеріалі на етапі розігріву, що дозволяє отримати монолітну, суцільну конструкцію.
Удосконалено методику визначення НДС у виробі, що формується, яка враховує умови нагріву та розподіл температурного поля по товщині. Наведена методика пов’язує технологічні параметри процесу формування, взаємний вплив допоміжних шарів, ФУП та пакету ПКМ, вплив реономних властивостей, а також температури на характеристики матеріалів з НДС в виробі.
Розроблено методику визначення технологічних параметрів формування (температура, час), що забезпечують регламентований НДС у конструкції протягом всього технологічного процесу. Наведена методика враховує вплив розподілу температурного поля по товщині пакета ПКМ, зміну характеристик матеріалу в робочому діапазоні температур, реономні властивості матеріалів на етапі охолодження, а також взаємний вплив допоміжних шарів, ФУП і пакета ПКМ.
Запропоновано аналітичну залежність, яка дозволяє визначити технологічні параметри (тиск, час) з умови отримання структури безпористого ПКМ. Надана залежність дозволяє визначити тривалість процесу дегазації пакета ПКМ залежно від маси летких фракцій у зв’язуючому та температури.
Розроблено методику визначення параметрів (тиск, температура, час), яка дає змогу отримати однорідну, монолітну конструкцію з регламентованим об’ємним вмістом матеріалів і відхиленням від заданого контуру при обмеженому технологічному НДС. Встановлено чіткий взаємозв’язок параметрів силової моделі (тиск, час) з характеристиками пакета ПКМ залежно від температури та часу.
Розроблено алгоритм визначення технологічних параметрів процесу формування, що дозволяє з необхідним ступенем точності визначати технологічний НДС в конструкції під час формування. Крім того, існує можливість, в разі потреби, провести розрахунки за спрощеною моделлю.
Розроблено комплекс програм, що дозволяє визначити залежності температурачастиск в процесі формування та забезпечує отримання бездефектної конструкції з регламентованим залишковим НДС.
Запропоновані методики були впроваджені як у виробництві (ВАТ «УкрНДІТМ», АНТК ім. О.К. Антонова), так і в навчальному процесі (Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «ХАІ»).

Таким чином, після проведення експериментальних і аналітичних досліджень на основі отриманих результатів можна сказати, що запропоновані в розділах 24 методики з високою точністю дозволяють змоделювати процес формування виробів із ПКМ, це дає можливість отримати конструкцію з регламентованими характеристиками, знизити НДС, а також скоротити час та зменшити енерговитрати процесу формування.