авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |

«ISSN 1998-6629 ВЕСТНИК САМАРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АЭРОКОСМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени академика С. П КОРОЛЁВА (национального исследовательского ...»

-- [ Страница 9 ] --

обеспечить получение качественных Справочник [Текст] / Е.В. Проскуркин, под цинковых покрытий на кремнийсодержащих ред. Е. В. Проскуркина - М.: Металлургия, сталях. 1988. - 528 c.

RESEARCH THE INFLUENCE OF ZINC COATING ON CORROSION RESISTANCE OF MATERIALS FOR HYDROAVIATION © 2012 A. A. Melnikov, O. S. Bondareva, O. S. Kiseleva Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University) Purpose of this work was to study the influence of temperature on the quality and corrosion resistance of zinc coatings on silicon-containing steels. For the studies we used samples of steel St3sp and 09G2S.The research results allowed to determine the optimum temperature dip zinc coating and to obtain high-quality zinc coatings on silicon containing steels.

Hot-dip zinc-plating, zinc coating, silicon steel.

Информация об авторах Мельников Алексей Александрович, кандидат технических наук, доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: melnickov.alex@yandex.ru. Область научных интересов: металловедение, порошковая металлургия, электронная микроскопия.

Сергеевна, магистрант, Самарский государственный Бондарева Ольга аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: osbond@yandex.ru. Область научных интересов:

металловедение, горячее цинкование, электронная микроскопия.

Киселева Ольга Сергеевна, аспирант, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: kiseleva_itf@mail.ru. Область научных интересов: металловедение, горячее цинкование.

Melnikov Alexey Aleksandrovich, candidate of technical science, associate professor, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: melnickov.alex@yandex.ru. Area of research: metallurgy, powder metallurgy, and electron microscopy.

Bondareva Olga Sergeevna, student, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: osbond@yandex.ru. Area of research: metallurgy, hot dip galvanized, electron microscopy.

Kiselyova Olga Sergeevna, graduate student, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: kiseleva_itf@mail.ru.

Area of research: metallurgy, hot dip galvanized.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 534. ИЗМЕРЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ДАВЛЕНИЙ В ОБЪЕМЕ РАСПЛАВА В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ © 2012 Р. Ю. Юсупов, Е. Е. Кострюков Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет) Приведена методика измерения давления в расплаве жидкого металла при воздействии импульсным магнитным полем. Для измерения в условиях интенсивных помех, сопровождающих импульсные токи килоамперного диапазона, используется акустический волновод с гальванической развязкой датчика давления диэлектрической жидкой средой.

Импульсное магнитное поле, датчик пьезоэлектрический, жидкий металл, измерение импульсных давлений.

При воздействии импульсным чувствительностью и быстродействием до магнитным полем (ИМП) на жидкий металл 200 кГц, минимальной зависимостью от (ЖМ) в толще материала возникает температуры. Поэтому для измерения импульсное давление. Это приводит к импульсных давлений в условиях перемешиванию расплава и качественному воздействия ИМП на объект исследования изменению структуры. ИМП формируется при использован пьезоэлектрический разряде магнитно-импульсной установки преобразователь. Основной задачей (МИУ) на технологический индуктор. ИМП являлось создание методики измерения наводит в обрабатываемом материале импульсного давления в среде с высокой импульсные токи амплитудой 30…100 кА температурой и обладающей высокой длительностью 100…1000 мксек, которые помехоустойчивостью.

являются источником интенсивных Датчики импульсного давления, электромагнитных помех при измерениях. выпускаемые серийно, как правило, При исследовании технологических содержат корпус с мембраной, на которую процессов обработки ЖМ необходимо опирается пьезоэлектрический элемент определять величину и распределение через фиксирующий состав. Для снижения импульсного давления по сечению расплава. температурной погрешности фиксирующий Традиционные методы измерения параметров состав служит дополнительной импульсного давления не могут теплоизоляцией пьезоэлемента.

использоваться из-за наличия следующих Недостатком датчика являются низкая факторов: собственная частота, определяемая - высокая температура в зоне наличием передаточной мембраны и измерения (до 700…900 оС);

фиксирующего виброгасящего состава - опасность появления между пьезоэлементом и элементами высоковольтного потенциала на датчике в датчика, передающими импульс давления, момент разряда МИУ;

а также относительно большая - однократный и быстропротекающий теплопроводность между корпусом и характер воздействия, пьезоэлементом, что делает невозможным - низкая помехозащищенность от использование датчика при температурах измеряемой среды свыше 100 С0.

электрических помех из-за наличия гальванической или емкостной связи датчика Измерительная система содержит с измеряемой средой. приемный акустический волновод, Пьезоэлектрические преобразователи акустически связанный с датчиком давления, в отличие от тензометрических, давления через диэлектрическую индукционных и других, обладают высокой несжимаемую жидкость, помещенную в Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), специальную камеру и практически не камере.

имеющую гальванической или емкостной Для уменьшения электрических связи с объектом измерения. Наличие камеры, помех камера выполнена из заполненной жидкостью, позволяет повысить диэлектрического материала, например, помехоустойчивость датчика, обеспечить прозрачного пластика или керамики.

развязку измерительных цепей датчика от Охлаждение передаточной жидкости объекта измерения и не допустить перегрев в камере может осуществляться за счет датчика за счет уменьшения конвекции или принудительного теплопроводности через охлаждаемую охлаждения внешним хладагентом. Жидкая передаточную жидкость в камере [1]. передаточная среда позволяет устранить На рисунке 1 представлена схема акустические шумы, возникающие на измерения импульсных давлений в ЖМ. границе контактного соединения датчика и Измерительная система содержит приемный волновода, характерные для стержневых акустический волновод 4, который свободным систем, и обеспечивает равномерную концом входит в камеру 2, заполненную нагрузку фронта давления на диэлектрической несжимаемой жидкостью 3. чувствительный элемент датчика давления.

Датчик давления 1 расположен на Сигналы датчика давления P(t) противоположном конце камеры. Вводы регистрируются цифровым запоминающим волновода и чувствительного элемента в осциллографом одновременно с разрядным камеру герметизируются эластичными током I(t) МИУ бесконтактным датчиком виброгасящими кольцами. импульсного тока 7.

На рисунке 2 показана осциллограмма тока разряда МИУ в индукторе (верхний луч) и импульса давления (нижний луч).

Рис. 2. Осциллограммы разрядного тока МИУ и импульса давления в среде жидкого металла Задержка сигнала датчика давления Т1+Т2+Т3 относительно разрядного тока Рис. 1. Схема измерения импульсного давления в МИУ обусловлена временами прохождения жидком металле импульса через толщу ЖМ – L3, Импульс давления, возникающий в среде акустического волновода – L2 и жидкого металла 5 при разряде МИУ на промежутка жидкости в камере - L1 (рис. 1, индуктор 6, вызывает появление в волноводе 2).

4 упругой волны, которая проходит по Измерения проводились при волноводу в камеру 2. Волна давления обработке ИМП расплава жидкого передается через диэлектрическую алюминия при температуре +780…700 0С несжимаемую жидкость 3, например керосин, импульсами с запасаемой энергией 500 Дж.

и воздействует на датчик давления.

Волноводный щуп диаметром 8 мм Чувствительный элемент датчика 1 может располагался на различной глубине ЖМ быть выполнен в виде гидрофона, например, 20…100 мм от индуктора. Амплитуда иметь форму пьезокерамической полой сферы импульса давления составила 1,4…1,3 МПа с электродами на внутренней и наружной при чувствительности измерительной поверхности или форму плоской таблетки, ориентированной к фронту ударной волны в Авиационная и ракетно-космическая техника системы: волновод – камера – пьезодатчик – 0,43 мВ/бар.

Основной трудностью при измерении импульсных давлений является необходимость достоверной калибровки в динамических режимах и установление временных характеристик измерительной системы. Динамическая калибровка датчиков давления обычно осуществляется баллистическим методом или с помощью хорошо сформированных ударных волн. Для этого, как правило, применяют ударные трубы с разрывной диафрагмой, позволяющие получать прямоугольный фронт давления.

Однако практическая реализация данной методики калибровки довольно сложна. Рис. 3. Схема калибровки с падающим грузом 1- падающий груз 2 – поршень 3 – жидкость 4, 5 – Наиболее простая методика калибровки калибруемый и образцовый датчики давления датчиков давления в динамическом режиме Если принять, что жидкостное трение может проводиться на установках с поршня отсутствует и масса поршня мала использованием падающего груза или копра по сравнению с массой груза, то расчетные [2].

значения давления и времени нарастания В установках подобного типа импульс будут равны [2]:

давления формируется при падении груза с заданной высоты на неуплотненный поршень,, pm = 1. опирающийся на жидкость, заключенную в рабочую камеру. В камере устанавливаются,, пф = поверяемый и образцовый датчики давления.

Сличение выходных сигналов датчиков где В – адиабатический модуль упругости позволяет получить информацию о жидкости.

динамических характеристиках калибруемого Параметры установки для калибровки:

датчика.

- площадь камеры, F = 2 см2;

Схема установки с падающим грузом - объем камеры, V = 10 см3;

приведена на рисунке 3.

- жидкость – керосин, В = 1300 МПа.

При калибровке необходимо обеспечить При калибровке падающим грузом с формирование импульсов давления с высоты 400мм получены импульсы амплитудой рм и временем нарастания давления Рмах = 10 МПа с фронтом переднего фронта пф, изменяющимися в нарастания пф = 230 мксек:

заданном диапазоне измерений. Это - коэффициент преобразования достигается соответствующим выбором пьезодатчика ЖКМ-1 без акустического максимальной и минимальной массы волновода, S = 3,1 мВ/МПа;

падающего груза m, высоты падения h, объема - с волноводом 4,5х500 мм, S= 0, рабочей камеры V и модуля упругости В мВ/МПа;

применяемой жидкости.

- с волноводом 8х500 мм, S= 0, В момент удара жидкость можно мВ/МПа.

рассматривать как гидравлическую пружину с Для исследования амплитудно жесткостью. В жидкости образуется серия частотной характеристики датчика импульсов давления в форме полуволн импульсного давления использовалась синусоиды, количество которых равно числу оригинальная методика калибровки на отскоков груза.

магнитно-импульсном стенде. Такая методика обеспечивает повышение стабильности и точности калибровки и Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), упрощение аппаратурной реализации. Схема емкости накопителя энергии и напряжения стенда показана на рисунке 4. заряда.

Максимальная амплитуда давления Pmax зависит от напряжения заряда U0 при неизменных параметрах системы «индуктор – волновод»:

С U Pmax k, 2S где k – коэффициент связи индуктор волновод, S – эффективная площадь индуктора, С – емкость накопителя энергии.

Коэффициент k определяется расчетным путем или экспериментально при первичной калибровке устройства по образцовому датчику давления.

Длительность импульса давления t зависит от параметров разрядного контура:

Рис. 4. Схема магнитно-импульсного стенда С0 - емкости накопителя энергии или калибровки датчиков давления общей индуктивности накопителя L0 и Устройство содержит емкостный индуктора Lc :

накопитель энергии 1, который разряжается t 4 L0 Li C.

через разрядник 2 на индуктор 3. На активной Устройство для динамической плоскости спирального индуктора калибровки датчиков давления работает неподвижно закреплен акустический волновод следующим образом.

4, который узкой цилиндрической частью Накопитель энергии 1 заряжается до входит в камеру 5. Камера заполнена требуемого уровня энергии. После этого несжимаемой диэлектрической жидкостью 6.

емкостный накопитель разряжается на На противоположном конце камеры индуктор 3. Протекающий в индукторе расположен калибруемый датчик 7. Вводы импульсный ток создает магнитное поле, волновода и датчика давления в камеру которое наводит в основании герметизируются эластичными кольцами 8, не акустического волновода 4 вихревые токи.

передающими акустические колебания на В результате электродинамического стенки камеры.

взаимодействия магнитного поля Для выравнивания профиля импульса индуктора и вихревых токов формируется давления длина L заполненной жидкостью импульс давления в волноводе.

камеры должна быть больше диаметра Dвн Так как волновод жестко закреплен на внутренней полости: L (5…10) Dвн.

индукторе, то импульс давления, Датчик давления гальванически развязан распространяясь по волноводу, от индуктора и волновода столбом концентрируется на противоположном диэлектрической несжимаемой жидкости конце волновода и попадает в камеру 5.

(например, керосином), что исключает Через столб несжимаемой жидкости искажение сигнала от импульсных импульс давления поступает на датчик 7.

электромагнитных помех, возникающих в Эластичные уплотнительные кольца момент разряда накопителя энергии.

герметизируют объем камеры и устраняют Изменяя параметры разрядного контура внутренние отражения от стенок камеры.

накопителя энергии, можно формировать По мере прохождения импульса давления в импульсы давления различной амплитуды и камере происходит выравнивание фронта длительности с высокой точностью. В волны и на чувствительный элемент соответствии с известными выражениями датчика давления поступает плоская волна, параметры импульса давления зависят от Авиационная и ракетно-космическая техника равномерно распределенная по всей амплитудных и временных параметров поверхности. импульсов давления составила не менее Калибровка может производиться 2%.

экспериментально-расчетным методом или Применение волноводного датчика сличением показаний по образцовому датчику импульсного давления приводит к давления. Точность калибровки повышению помехоустойчивости и обеспечивается высокой стабильностью температурного диапазона в области формирования импульсов давления при применения. Датчик может быть разряде емкостного накопителя энергии на использован для регистрации импульсных индуктор и неизменными параметрами давлений быстропротекающих процессов в передающей среды системы: акустический технологии магнитно-импульсной «волновод – камера» с несжимаемой обработки материалов и исследовании жидкостью. электрических разрядов в жидкости при На рисунке 5 показан внешний вид электрогидравлической обработке стенда. материалов.

Описанная методика может быть использована для измерения как однократных импульсов, так пульсаций давления амплитудой до 1000 МПа в жидких и газообразных высокотемпературных средах, например, в гидросистеме летательного аппарата.

Библиографический список 1 Патент 108615 РФ, МПК G01L9/08.

Высокотемпературный датчик импульсных Рис. 5. Узел рабочей камеры магнитно - импульсного давлений [Текст]/ Попов А.П., Юсупов стенда для калибровки датчиков давления Р.Ю., заявитель и патентообладатель СГАУ – 2011116721/28;

заявл. 27.04.11;

опубл.

Магнитно-импульсный стенд был 20.09.11, Бюл. № 26.

апробирован для калибровки 2 Ястребцов, О.В. Упрощенная методика пьезоэлектрических датчиков давления в расчета параметров импульсов давления составе емкостного накопителя с запасаемой для установок с падающим грузом [Текст] / энергией 3 кДж в диапазоне частоты О.В. Ястребцов // Измерительная техника. – разрядного тока 5…20 кГц. Стабильность 1976, №7. – С. 37-38.

MEASUREMENTS OF PULSE PRESSURES WITHIN THE VOLUME OF A MELT IN TERMS OF INTENSE IMPULSE INTERFERENCES © 2012 R. Yu. Yusupov, E. E. Kostryukov Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University) A procedure for measurements of pressure in a metal melt under the action of the pulse-magnetic field is presented. For measurements in terms of intense interferences, attendant on pulse currents of the kilo-ampere range, an acoustic waveguide is used with the galvanic isolation of the pressure detector by liquid medium.

Pulse-magnetic field, piezo-electric sensor, molten metal, measurement of pulse pressure.

Информация об авторах Юсупов Ринат Юнусович, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные технологические процессы пластического деформирования», Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: vvz@ssau.ru. Область научных интересов: магнитно-импульсная обработка материалов, силовая импульсная электроника.

Кострюков Евгений Евгениевич, старший лаборант научно-исследовательской лаборатории «Прогрессивные технологические процессы пластического деформирования», Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет). E-mail: vgl@ssau.ru. Область научных интересов: медицинские диагностические приборы.

Yusupov Rinat Yunusovich, Research Officer of the “Advanced Technological Processes of Plastic Deforming” Research Laboratory, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: vvz@ssau.ru. Area of research: pulse-magnetic processing of materials, Power Pulse Electronics.

Kostryukov Evgeniy Evgenyevich, senior laboratorian of the “Advanced Technological Processes of Plastic Deforming” Research Laboratory, Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University). E-mail: eugen.kostr@gmail.com.

Area of research: medical diagnostic devices.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК: 678. ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ ОТВЕРЖДЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ © 2012 В. В. Бажеряну1, И. В. Зайченко ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А.Гагарина»

ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

В статье рассматривается проблема влияния неравномерного отверждения, вызванного температурным градиентом по толщине материала,на анизотропию прочностных свойств ПКМ. Изучено влияние катализаторов на отверждение эпоксидного связующего ЭДТ-69Н, применяемого для изготовления многослойных полимерных композиционных материалов (ПКМ). По данным диэлектрической спектрометрии доказано ускоряющее действие выбранных соединений на процесс отверждения эпоксидного связующего ЭДТ 69Н при формовании стеклопластиков. Показана возможность регулирования процесса отверждения при помощи катализаторов для уменьшения влияния температурного градиента на анизотропию прочностных свойств матрицы при изготовлении ПКМ.

Полимерный композиционный материал, авиастроение, катализатор отверждения.

В настоящее время одним из самых производства, усложнение применяемого распространенных и экономически оборудования и технологической оснастки.

целесообразным способом изготовления Неравномерность отверждения деталей из ПКМ является метод композита можно устранить, управляя автоклавного формования. При формовании кинетикой отверждения связующего в полимерных композиционных деталей в различных слоях композита при помощи автоклаве реализуется конвективный метод ингибиторов [2, 3] или катализаторов нагрева. Малая теплопроводность композита отверждения. Данный способ не требует препятствует созданию равномерного поля специального оборудования и температур по сечению изделия и приводит к технологической оснастки, не влияет на первоочередному отверждению более время и трудоемкость производства изделия.

нагретых слоев у оснастки. В результате Целью данной работы является действия температурного градиента разработка способа регулирования возникает анизотропия прочностных свойств анизотропию прочностных свойств матрицы ПКМ по толщине изделия конструкционных стеклопластиков по перпендикулярно действию нагрева, толщине образца при помощи катализаторов снижаются прочностные характеристики, отверждения.

происходит коробление деталей вследствие В исследовании были использованы образования остаточных температурных следующие материалы: стеклопластик на напряжений [1]. основе эпоксидного связующего ЭДТ-69Н и В настоящее время при производстве конструкционной стеклоткани Т-10, изделий из ПКМ существуют различные катализаторы отверждения:

способы уменьшения влияния данных диметилбензимин (ДМБА), 2,4,6 т рис факторов: сборка деталей методом склейки (диметил-аминометил) фенол(УП-606/2), 2 из нескольких заранее изготовленных метилимидозол, различные аминотриазолы и тонкостенных деталей, применение бензотриазолы.

двухстороннего нагрева при формовании, В качестве основного отвердителя управление режимами нагрева и временем согласно рецептуру композиции ЭДТ-69Н выдержки детали (ступенчатый нагрев). уже входит латентный отвердитель Однако эти способы имеют недостатки: каталитического действия – 4,4`-бис-(N,N увеличение времени и трудоемкости диметилуреидо)-дифенилметан (отвердитель Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), 9). Механизм активации соединений выдержка в течение 4 часов с подачей подобного типа упрощенно можно давления прессования 4 атм.

представить, как распад отвердителя при определенной температуре на изоцианат и вторичный амин, который далее участвует в процессе как отвердитель каталитического действия [4]. В результате реакции взаимодействия вторичного амина с эпоксидной группой образуется третичный амин, и в дальнейшем реакция протекает по механизму анионной полимеризации, которая больше поддается регулированию, чем катионная. Образующийся третичный амин является основанием Льюиса. Для промотирования дальнейшей реакции для оснований Льюиса необходимо, чтобы образующийся третичный амин имел бы значительный электроотрицательный заряд и был бы соединением, не испытывающим стерических затруднений [5].

Предложенные в данной работе Рис. 1. Аппаратное оформление лабораторного катализаторы являются третичными автоклава аминами и сильными основаниями Льюиса, способными ускорять дальнейшую реакцию Для исследования кинетики процесса полимеризации эпоксидной композиции. отверждения использовался метод Экспериментально было установлено, что диэлектрической спектрометрии (рисунок 2).

энергия активации отверждения уменьшается (с увеличением концентрации) в присутствии ДМБА, УП-606/2, 2 метилимидазола, подтверждая их каталитическую способность.

Выбранные для исследования соединения обладают хорошей растворимостью в связующем, что исключает его разбавление и, Рис. 2. Блок–схема измерительного комплекса соответственно, ухудшение реологических характеристик. Благодаря своим При помощи измерительного каталитическими свойствами и хорошей комплекса были получены зависимости растворимости, вышеуказанные соединения, тангенса угла диэлектрических потерь от могут быть использованы в качестве времени при отверждении в присутствии перспективных катализаторов в технологии катализаторов, которые отражают изменение получения ПКМ. скорости отверждения в получаемых Процесс отверждения образца образцах. Достоинством данного метода толстостенного изделия из полимерного являются его применимость к любым композиционного материала проводился в композиционным материалам, возможность лабораторном автоклаве, имеющем получения информации о глубине аппаратное оформление, представленное на превращения в технологическом цикле рисунке 1. Отверждение происходило по процесса отверждения, достоверность одноступенчатому технологическому определения завершения процесса режиму: нагрев до 122±2 0С со скоростью отверждения. Критерием, по которому нагрева 2 град/мин в течение часа и процесс отверждения связующего считают Авиационная и ракетно-космическая техника законченным, является неизменность во присутствии катализаторов при помощи времени диэлектрических характеристик диэлектрической спектрометрии отверждаемого материала. Достижение представлены на рисунках 5-7.

постоянных значений тангенса угла диэлектрических потерь характеризует глубинные стадии сшивки макромолекул в трехмерную структуру.

В качестве датчиков использовались плоские измерительные ячейки в виде двух металлических пластин круглой формы, между которыми размещался образец (диэлектрик) (рисунок 3).

Рис. 5. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от времени отверждения эпоксидного связующего, содержащего в пятом слое 0,25 % ДМБА Для чистых образцов без введения Рис. 3. Измерительная ячейка кинетических модификаторов температура Толстостенный образец формовался нижнего слоя со стороны подвода тепла из 15 слоев препрега, общее число выше температуры верхнего слоя образца в измерительных ячеек равнялось пяти, сверху каждый конкретный момент времени. При и снизу образца располагались термопары.

этом тангенс угла диэлектрических потерь Схема укладки образца в автоклав (tg) проходит через максимум. В данной представлена на рисунке 4. Все слои точке эпоксидное связующее из жидкого стеклоткани разделялись на 5 условных состояния переходит в стеклообразное. В слоев: каждый условный слой состоял из результате разности температур скорости слоев стеклоткани. Каждый условный слой отверждения по слоям различны, что вручную пропитывался чистым связующим.

подтверждается смешением максимумов tg Верхние условные слои пропитывался по времени в различных слоях [2,3].

раствором связующего с катализатором.

Рис. 6. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от времени отверждения эпоксидного связующего, содержащего в пятом слое 0,35 % УП Рис. 4. Схема укладки образца в автоклав 606/ Результаты исследований кинетики Из графиков на рисунках 5-7 видно, отверждения образцов стеклопластика в Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), что процессы отверждения в слоях с чистым может быть оценена путем нахождения связующим протекают медленнее, чем в отношения прочностей при двустороннем слоях с добавлением катализатора, введение испытании образцов на изгиб. При которого смещает точку гелеобразования на испытании материала на изгиб часть его зависимости в область меньших значений подвергается растяжению (армирующий времени. Целью работы был подбор таких волокнистый наполнитель), а часть - сжатию концентрации катализаторов, при которых (эпоксидная матрица). При испытании на разница во времени начала гелеобразования изгиб прочность стеклопластика (максимумов на кривой tg = f(t)) первого и определяется в основном свойствами последнего отверждаемого слоя препрега матрицы, т.е. она несет основную нагрузку.

будет минимальной. Таким образом, пики на Поэтому изменение прочности при изгибе кривой tg = f(t) для первого и последнего позволяет оценить влияние температурного отверждаемого слоя препрега должны градиента на механические свойства совпасть по времени. матрицы [2,3].

На рисунке 5 видно, что в образце с Двухсторонние испытания образцов на концентрацией 0,25% ДМБА в верхнем статический изгиб по ГОСТ 4648- условном слое, пики, соответствующие производили с приложением нагрузки с температуре гелеобразования, 1-го и 5-го внутренней и наружной стороны по слоев совпали. Для УП-606/2 такой отношению к оснастке (с температурой Т1 и оптимальной концентрацией стало Т2 соответственно) (рис.8-10).

содержание 0,35 % катализатора (рис.6). Для 2-метилимидазола одинаковая скорость отверждения в 1-ом и в 5-ом слое была установлена для концентрации 0,5 % (рис.7).

Рис. 8. Зависимость предела прочности при изгибе верха и низа ПКМ от концентрации УП-606/ Рис. 7. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от времени отверждения эпоксидного связующего, содержащего в пятом слое 0, 5 % 2 метилимидазола Это подтверждает, что введение диметилбензиламина, УП-606/2 и 2 метилимидазола позволяет, не нарушая технологического процесса, добиться одновременного отверждения связующего по слоям ПКМ.

Анизотропия матрицы в процессе отверждения возникает в связи с различной скоростью отверждения связующего по Рис. 9. Зависимость предела прочности при изгибе толщине образца и обусловлена наличием верха и низа ПКМ от концентрации ДМБА температурного градиента. Поэтому она Авиационная и ракетно-космическая техника На основании проведенных исследований установлено, что применение катализаторов позволяет контролировать процесс отверждения эпоксидной композиции ЭДТ-69Н, обеспечивая регулирование скоростей отверждения полимерного композиционного материала.

Равномерное отверждение композиционного материала уменьшает негативное влияние температурного градиента при конвективном процессе обогрева в процессе автоклавного формования деталей из ПКМ.

Использование катализаторов отверждения: диметилбензиламина, УП 606/2 и 2-метилимидазола позволяет получать ПКМ с более высокими Рис. 10. Зависимость предела прочности при изгибе верха и низа ПКМ от концентрации 2- показателями прочности, уменьшает метилимидазола анизотропию прочностных свойств матрицы, Анизотропия прочности оценивалась вызванную термическими напряжениями как отношение значений прочностей на при формообразовании. Снижение изгиб при разностороннем приложении анизотропии физико-механических свойств нагрузки. Чем ближе значение к единице матрицы способствует уменьшению (рис.11), тем в меньшей степени будет внутренних напряжений в деталях из ПКМ, выражена анизотропия матрицы, тем уменьшает коробление деталей вследствие изотропнее материал. действия остаточных напряжений.

Следовательно, катализаторы отверждения для регулирования анизотропии деталей из ПКМ можно использовать в технологии автоклавного формования для изготовления деталей из ПКМ.

Библиографический список 1 Кербер, М.Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие [Текст] /М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С.

Рис. 11. Зависимость анизотропии прочностных Головкин и др.- СПб.: Профессия,2008.- свойств ПКМ от концентрации катализаторов с.

2 Чужков, М.В. Исследование Результаты испытаний показали, что возникновения неоднородностей в введение в верхний слой композита 0,25 % стеклопластиках при отверждении методом диметилбензиламина, 0,35 % УП-606/2 и 0,5 диэлектрической спектрометрии [Текст] / % 2-метилимидазола позволяет снизить М.В. Чужков, В.В. Телеш, В.Н. Войтов // анизотропию матрицы и, более того, Вестник ГОУВПО «КнАГТУ»: Вып.5. Ч.1 повысить прочность композита на изгиб в с.172-175.

целом. Кроме того, из рис. 11 видно, что 3 Чужков, М.В. Исследование влияния оптимальная концентрация катализатора, ингибитора на процесс отверждения при которой анизотропия прочности эпоксидного связующего ЭДТ-69Н [Текст] / минимальна, составляет 0,3-0,4%, что М.В. Чужков, В.В. Телеш, В.Н. Войтов подтверждается экспериментальными //Вестник ГОУВПО «КнАГТУ»: Вып.5. Ч.1 данными. с.176-179.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), 4 Ли, Х. справочное руководство по 6 Отвердители для эпоксидных смол.

эпоксидным смолам [Текст] / Х. Ли, К.М. Обзорная информация. М.:НИТЭХИМ, Невил - Энергия, 1973 – 499 c. – 38 c.

CURING AGENT FOR REGULATION OF ANISOTROPY MECHANICAL PROPERTIES OF FIBREGLASSES © 2012 V. V. Bazheryanu1, I. V. Zaychenko JSC «Komsomolsk-on-Amur aircraft production association» (JSC «KNAAPO») Komsomolsk-on-Amur State Technical University The article addresses the problem of influence unequal curing caused by the temperature gradient in the thickness of the material anisotropy on the strength properties of PCM. The authors studied the influence of the catalysts for curing epoxy binder EDT-69N to be used for the manufacture of multilayer polymer composite materials (PCM). According to the dielectric spectroscopy proved ac-celerating effect of selected compounds on the curing process of epoxy binder EDT-69N with the forming of fiberglass. The authors show the possibility of regulating the process of curing with the aid of catalysts to reduce the influence of temperature gradient on the anisotropy of strength properties of the matrix in the manufacture of PCM.

Polymer composite material, aircraft industry, curing agent Информация об авторах инженер-технолог по полимерным Бажеряну Виктория Васильевна, композиционным материалам в технологическом бюро неметаллов в отделе главного металлурга, «ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А.Гагарина». Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет.

E-mail: bazheryanu@mail.ru. Область научных интересов: полимерные композиционные материалы в авиастроении, фибергласс.

Зайченко Илья Владимирович, кандидат технических наук, доцент, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет. E-mail:

zaychenko@inbox.ru. Область интересов: автоматизация процессов производства композиционных материалов Bazheryanu Victoriya Vasylyevna, engineer of (polymer composite material) PCM, JSC «Komsomolsk-on-Amur aircraft production association» (JSC «KNAAPO»). E-mail:

bazheryanu@mail.ru. Area of research: polymer composite material in aircraft industry, fiberglass.

Zaychenko Ilya Vladimirovich, candidate of technician science, associate professor, Komsomolsk-on-Amur State Technical University. E-mail: zaychenko@inbox.ru. Area of research:

automation of the production processes of composite materials.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 517.958:531. ФОРМИРОВАНИЕ НАНОПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ, ОЦЕНКА ИХ СВОЙСТВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АВИАСТРОЕНИИ © 2012 Е. Ю. Гамлицкий1, А. В. Гелиев1,2, В. Н. Семенов1, Московский физико-технический институт, г. Жуковский Центральный аэрогидродинамический институт (ФГУП “ЦАГИ”), г. Жуковский На основе метода сильной связи определена зонная структура углеродной нанотрубки типа "zigzag". С использованием известного закона дисперсии для электронов и дырок получена зависимость электропроводности нанотрубки от ее температуры, радиуса и длины в предположении слабого внешнего постоянного электрического поля, направленного вдоль ее оси. По этим данным рассчитана мощность тепловыделения за счет диссипации электромагнитной энергии.

Зонная структура, нанотрубка, уравнение Шредингера.

Для обеспечения длительного Одной из актуальных проблем, функционирования технических объектов связанных с обеспечением безопасности необходим учет воздействий на материал полета ЛА и сохранением приемлемых конструкции климатических факторов, таких аэродинамических характеристик при низких как низкие и высокие температуры и их температурах окружающей среды, является перепады, влажность и соленость среды борьба с обледенением. Рисунок эксплуатации, длительная солнечная демонстрирует характер изменения радиация [1]. Многие из названных проблем коэффициента подъемной силы профиля актуальны для наземной и морской техники: крыла Cу по углу атаки при чистом крыле судов, линий электропередач, мостов, и его обледенении. Обледенение сильно буровых вышек и иных объектов. Особую изменяет характер обтекания крыла и остроту эти проблемы приобретают для оперения, приводит к преждевременному летательных аппаратов (ЛА), в частности, срыву потока и тем снижает для их внешней поверхности, для которой аэродинамические характеристики ЛА, что необходимо обеспечить также ряд даже может привести к потере управления.

специфических требований к Особо интенсивно лед нарастает по вектору характеристикам, таким как сохранение набегающего потока: на передних кромках ламинарности пограничного слоя несущих и управляющих поверхностей, воздушного потока, устойчивость к воздухозаборниках, а также на лопастях обледенению, сплошность покрытий при винтов и лопатках движителей ЛА.

больших деформациях, уровень Знание физических зависимостей и электропроводности и других свойств, констант для воды и ее кластеров, для необходимых для создания конструкций, поверхностей конструктивных материалов и адаптирующихся к режиму полета [1], [2]. защитных пленок и покрытий позволяет искать подходы к решению проблемы обледенения разнообразных видов техники расчетными и экспериментальными методами.

Нанопленочное покрытие эластомерных материалов Одним из наиболее распространенных современных методов нанесения Рис. 1. Изменение подъемной силы профиля крыла при тонкопленочных покрытий является процесс, обледенении называемый ионным распылением, который Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), осуществляется за счет большого импульса упругого пластика с нанесенной пленкой их летящих с высокой скоростью ионов внешний вид, величина адгезии и в металла, внедряющихся в слой частиц значительной мере проницаемость не поверхности мишени. Конденсируясь на меняются. Перспективно создание подложке, частицы образуют пленку. резинопленочных электропроводящих Ионное распыление является материалов, в том числе для изготовления универсальным, поскольку позволяет тензометрических датчиков, используемых получать пленки металлов (включая для измерения напряжений при больших тугоплавкие), сплавов, полупроводников и относительных деформациях (до 100% и полупроводниковых соединений, а также выше).

диэлектрические пленки. С использованием Межцентровое расстояние кластеров метода магнетронного распыления с существенно превышает межатомное.

помощью установок УРН75-Р3 и Поэтому взаимодействие между ними ОРАТОРИЯ-9 на техническую резину представляет суперпозицию сил от Ван-дер наносились металлические и Ваальсовых, в которых взаимодействие металлооксидные нанопленки. В качестве атомов приближенно описывается формулой материала пленки использованы: углерод, Леннарда-Джонса (потенциал типа (1/n12 оксид титана, медь, латунь. Толщина 1/n6)), до кулоновских (1/n2). Для наращиваемой пленки варьировалась от 150 рассматриваемого участка сила до 5000 А°. взаимодействия F между кластерами имеет Развита технология нанесения монотонный характер. Поэтому нанопленок на резиновую подложку и аппроксимация ищется в виде одного члена эластомеры и изучены упругопрочностные, следующего вида:

гистерезисные, адгезионно - усталостные и mm F C 1n электрические свойства резиноподобных r, композитов, а также структура нанопленок. где r – замеренное на атомном микроскопе Выявлено, что наноразмерные расстояние между центрами масс кластеров покрытия при больших деформациях по в диапазоне ~50–200 нм (рис.2), mi – структуре и свойствам существенно множители, характеризующие свойства отличаются от макроструктурного кластеров, величины С и n выступают в роли металлического покрытия. Скольжение искомых на основе экспериментальных кластеров (блоков из нанослоев) данных параметров. Из обработки относительно друг друга сохраняет полное экспериментальных данных следует, что перекрытие площади упругой подложки совпадение результатов эксперимента и металлом при больших относительных аппроксимирующей формулы имеет место деформациях нанопленок при n=6.25.

(псевдоэластичность). При больших обратимых деформациях резины или Рис. 3. Упругие свойства тонкоплёночного Рис. 2. Изображение участка поверхности РПК с покрытия. А – эксперимент;

кривые 1–3 – расчет напылением латуни. Разрез в характерном месте, для сокращения пленки;

4-6 – расчет для позволяет оценить размеры кластера. Наложен растяжения пленки. Для (1) n=1,5;

(2) n=2;

(3) график численной обработки результатов n=3;

(4) n=8;

(5) n=10;

(6) n= Авиационная и ракетно-космическая техника Рис. 4. Упругие свойства латунного резинопленочного композита Рис. 5. Зависимость длины свободного пробега иона (мкм) от напряжения Методика получения коэффициента С свободного пробега (внедрения) иона приведена в работах [2,3], и на этой основе (мкм) в кристаллическую решетку подложки построены зависимости s(e) для разных от температуры и ускоряющего напряжения значений n (рисунок 3, кривые 1-6). U(B) (рис.5). Для каждой фиксированной Полученные соотношения предсказывают температуры подложки (исследованы уровни наличие экстремумов в зависимости sпленки(e), -100°С, 0°С, 540°С) существует критическое что подтвердилось в последующих напряжение Uкр (B), при превышении экспериментах. которого практически не возрастает, и оно При толщине пленки, не составляют соответственно, около 800, превышающей экспериментально и 7000 В.

получаемого значения критической Вычисление электропроводности толщины, она имеет многослойную углеродных нанотрубок кластерную структуру, что обеспечивает Для описания процессов, квазиупругое растяжение пленки до происходящих в твердом веществе, относительного удлинения при растяжении жидкости, газе, плазме необходимо до e =1.4 и возвращение ее в исходное учитывать физические эффекты на уровне состояние с восстановлением уровня квантовой механики и наномеханики.

физических свойств (рис.4) [2]. Характерный Важной составляющей исследования график свойств упругости резинопленочного является вычисление констант и композита, покрытого латунной кластерной коэффициентов, характеризующих пленкой, представлен на рисунке 4. поведение вещества на наноуровне [4].

В работе [4] предложена технология В работе [5] произведено вычисление создания наноразмерных пленок, в электропроводности углеродных нанотрубок частности, Al2O3 на поверхности алюминия. (УНТ). УНТ формируются из Технология основана на разгоне ионных природных либо искуственно созданных пучков Al и O, исходящих из испарителей. графеновых пленок, которые представляют Скорость роста толщины пленки собой сетку, выложенную правильными регулируется посредством дозирования шестиугольниками, в вершинах которых потоков ионов. Система сведения пучков, расположены атомы углерода. Идеальная фокусировки и диагностики позволяет нанотрубка представляет собой свернутый в создавать управляемый микрорельеф цилиндр фрагмент графеновой сетки.

поверхности с точностью толщин до Результат такой операции зависит от угла нескольких нанометров. Имеются механизм ориентации кристаллической плоскости перемещения и системы нагрева и относительно оси нанотрубки. Угол охлаждения подложки. Описана теория ориентации, в свою очередь, взаимодействия однократно ионизированных задает «хиральность» нанотрубки, которая ионов алюминия с алюминиевой подложкой. определяет ее электрические Теоретически и экспериментально характеристики. Хиральность нанотрубок исследована зависимость средней длины обозначается набором символов (m,n), Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), указывающих координаты шестиугольника, который в результате сворачивания плоскости должен совпадать с шестиугольником, находящимся в начале координат (рис. 6). Среди различных возможных направлений сворачивания нанотрубок из графеновой структуры выделяются те, для которых совмещение шестиугольника (m,n) с началом координат не требует искажения его структуры (рис. 7).

Этим направлениям соответствуют, в Рис. 7. Типы структур углеродных нанотрубок частности, углы =0° («armchair» конфигурация (“кресло”)) и =30° («zigzag» Показано [4], что в зависимости от - конфигурация). Нанотрубки типа индексов хиральности (n,m) УНТ, имеет «armchair» и «zigzag» являются свойства изолятора, полупроводника либо нехиральными. Хиральность есть свойство проводника. Для трубок (n,0) при n кратном молекулы быть несовместимой со своим 3 сопротивление имеет значение порядка К зеркальным отражением посредством любой Ом в диапазоне температур от 100°К до комбинации вращений и перемещений в 300°К. Если же, например, n=10 и Ly= 1 мкм, трехмерном пространстве. По достижении то при Т=300°К, R=7.6*1010 Ом. Мощность угла, кратного =30°, цикл повторяется в джоулева тепла, выделяющегося при силу симметричности шестиугольной протекании тока в нанотрубке, равна:

решетки. Если угол хиральности находится в 4e 2 dQ диапазоне 0°30° нанотрубка называется U 2 U хиральной. Индексы хиральности dt h однослойной нанотрубки (m,n) однозначным a y m m образом определяют ее диаметр D. 1 4 cos 2 4 cos cos kT n n Ly Указанная связь имеет следующий вид: e 3d m 2 n 2 mn, D где d0 = 0.142 нм - расстояние между m 1 4 cos e kT 1.

соседними атомами углерода в графеновой n плоскости.

На рисунках 8 и 9 показана зависимость сопротивления нанотрубок различного радиуса (различной хиральности) и различной длины от температуры.

Рис. 6. К определению хиральности углеродных нанотрубок (m,n) Рис. 8. Температурная зависимость сопротивления УНТ длины 1 мкм с хиральностями (60,0), (120,0), (270,0) Авиационная и ракетно-космическая техника использования наномодифицированных материалов [Текст] / В.Н. Семенов // Всероссийская конф. “Механика и наномеханика структурно-сложных гетерогенных сред”. М. Издание ИПРИМ РАН, 2010. С. 62-71.

2. Гамлицкий, Е.Ю. Технологии наномодификации материалов для конструкций перспективных летательных Рис. 9. Температурная зависимость сопротивления аппаратов [Текст] / Е.Ю. Гамлицкий, В.Н.

УНТ (12,0) для длин 1 мкм и 2 мкм Семенов // Механика Видно, что помимо физических констант на наноструктурированных материалов и сопротивление УНТ определяющее влияние систем. Всероссийская конференция - М., оказывают ее индексы хиральности (m,n). ИПРИМ РАН. 2011. Том 1. С. 27-36.

Расчет показал принципиальную 3. Басс, Ю.П. Нанопленки на резиновой возможность использования нанотрубок в подложке. Структура и механизм качестве нагревательных элементов псевдоэластичности [Текст] / Ю.П. Басс, поверхности для плавления тонкой Е.Ю. Гамлицкий, Ю.А. Гамлицкий, В.В.

прослойки льда – одного из традиционных Слепцов // "Каучук и резина", 2003 г., №5, способов борьбы с обледенением. Однако С.26-29.

производимые в настоящее время УНТ, в 4. Гелиев, А.В. Вычисление констант и сущности, являются смесью разнородных коэффициентов свойств вещества на трубок со случайным набором индексов наноуровне [Текст] / А.В. Гелиев, Б.В.

хиральности (m,n) и не идеальной Егоров, Ю.Е. Маркачев, В.Н. Семенов, Ю.В.

структурой, определяемой формой Петров // Механика наноструктурированных оторванного фрагмента графеновой материалов и систем// Всероссийская плоскости. В технике они используются в конференция - М., ИПРИМ РАН. 2011. Том качестве дисперсных упрочнителей 2. С. 27-36.

композитов, то есть используется только 5. Еремкин, О.И. Технологии нанесения прочностная составляющая их свойств. наноразмерных пленок на разномодульные Производство УНТ с заданной хиральностью материалы [Текст] / О.И. Еремкин, Е.Я.

структуры представляет большую Гамлицкий, А.В. Гелиев, В.Н. Семенов // технологическую проблему. VIII Международная научно-практическая конференция “Нанотехнологии Библиографический список производству - 2012”. Фрязино. 2012. С. 9 1. Семенов, В.Н. Улучшение 10.

прочностных и функциональных свойств авиационных конструкций путем FABRICATION, PROPERTIES AND POSSIBILITY OF THE APPLICATION TO AIRCRAFT BUILDING ESTIMATION OF NANOFILM COMPOSITES © 2012 E. Yu. Gamlitsky1, A. V. Geliev, V. N. Semenov Moscow Institute of Physics and Technology TsAGI Technology of the nanofilm coating on the rubber substrate is developed. Elastic-strength, electric and other properties of rubber-like composites are studied. Technology of fabrication of the nanosize film, particularly Al2O3 nanofilm on the aluminum surface, is proposed. Temperature and acceleration voltage dependence of the ion free path in the substrate crystal lattice is investigated.

Band structure, nanotube, Schredinger equation.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Информация об авторах Гамлицкий Евгений Юрьевич, аспирант кафедры прикладной механики, МФТИ. E mail: egamov@bk.ru. Область научных интересов: разработка методов покрытия эластомерных поддержек нанопленками, исследование их свойств и возможность приложения в аэрокосмической области.

Гелиев Александр Валикоевич, аспирант кафедры общей физики, Московский физико-технического института. E-mail: alexander.geliev@mail.ru. Область научных интересов: термодинамические и кинетические свойства конденсирующихся газов, молекулярные ван-дер-ваальсовы кластеры, нанокластеры, неравновесная газодинамика, физика твёрдого тела, рост кристаллов.

Семенов Владимир Николаевич, доктор технических наук, МФТИ, главный научный сотрудник НИО-3 ЦАГИ. E-mail: semenov_vlanik@mail.ru. Область научных интересов: оптимизация и синтез авиационных конструкций, летательные аппараты с замкнутым крылом, интеллектуальные материалы, устройства и аппараты, сплавы с памятью формы, перспективы применения наноматериалов и нанотехнологий в авиации, транспортные средства для севера и шельфа, конвертопланы.


Gamlitsky Evgeny Yurievich, post-graduate student, Moscow Institute of Physics and Technology. E-mail: egamov@bk.ru. Area of research: development of the methods covering of the elastomeric backing with the nanofilms and investigation they properties and possibility application into aerospace area.

Geliev Aleksandr Valikoevich, post-graduate student, Moscow Institute of Physics and Technology. E-mail: alexander.geliev@mail.ru. Area of research: thermodynamic and kinetic properties of condensed gases, molecule van-der-waals clusters, nanoclusters, nonequilibrium gasdynamics, solid body physics, crystal growth.

Semenov Vladimir Nikolaevich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Moscow Institute of Physics and Technology, Chief Researcher, Research Department 3 TsAGI. E-mail:

semenov_vlanik@mail.ru. Area of research: synthesis and optimization of aircraft structures, aircraft with closed wings, “Smart” materials, devices and equipment, shape memory alloys, prospects of application of nano materials and nanotechnology in aviation, vehicles for the Far North and the ocean’s shelf, convetoplanes.

Авиационная и ракетно-космическая техника УДК 620.172/.178. К ВОПРОСУ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЧНОСТИ СКЛАДЧАТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ТИПА Z-ГОФР НА ПОПЕРЕЧНОЕ СЖАТИЕ © 2012 И. В. Двоеглазов, В. И. Халиулин Казанский национальный исследовательский технический университет – КАИ имени А.Н. Туполева В статье приводятся результаты экспериментальных исследований прочности многослойных панелей со складчатым заполнителем из армированных композиционных материалов. Даны рекомендации по выбору формы и размеров образцов для повышения стабильности результатов эксперимента. Приводится сравнение прочности на поперечное сжатие складчатых заполнителей типа z-гофр, изготовленных из различных материалов, и их сравнение с сотовыми панелями.

Многослойные панели, складчатый заполнитель, z-гофр, статические испытания.

В конструкции летательных аппаратов широко используются многослойные панели с сотовыми и вспененными заполнителями.

Данные конструкции обладают высокой удельной прочностью и жесткостью, но не лишены недостатков [1,2]: низкая ударная прочность, сложность с удалением конденсата, невысокая прочность на сдвиг.

Применение гофровых заполнителей в многослойных панелях позволяет избежать данных недостатков, однако вопросы их Рис. 1 Образец заполнителя типа z-гофр из применения и расчета пока являются органопластика малоизученными [1]. Перспективным типом При постановке экспериментов по гофрового заполнителя являются складчатые определению механических характеристик структуры (рис. 1). Новые технологии образцов легких заполнителей для изготовления данных структур из многослойных панелей большое значение высокопрочных армированных имеет способ изготовления заполнителей, композиционных материалов (стекло, геометрические размеры образцов и схема углепластики) [3] и широкие возможности их нагружения [4,5]. Особое внимание этим по оптимизации их геометрических факторам следует уделять при испытании параметров позволяют добиться высоких панелей со складчатыми заполнителями, так прочностных характеристик заполнителя на как размеры их структурных элементов поперечное сжатие, продольный сдвиг и соизмеримы с размерами многослойной изгиб. панели. Для испытания свойств сотовых или В данной работе отражены вспененных заполнителей существуют исследования по разработке методик отечественные и зарубежные стандарты, в то статических испытаний на поперечное время как для испытания складчатых сжатие многослойных панелей со заполнителей таких стандартов в настоящее складчатыми заполнителями типа z-гофр из время нет.

композиционных материалов.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), Определение вида образцов для испытаний на поперечное сжатие При исследовании свойств многослойных конструкций одной из первостепенных задач является определение вида и минимальных размеров испытуемого образца.

Большое влияние на прочность б образцов при поперечном сжатии оказывает форма потери устойчивости граней, которая, в свою очередь, зависит от способа их закрепления по зигзагообразным линиям.

Чтобы определить влияние подкрепления граней по зигзагообразным линиям, проводился эксперимент, при котором образцы нагружались в поперечном в направлении до точки потери устойчивости Рис. 2. Общий вид разрушения z-гофра:

и далее до полного разрушения. Уровень а - не склеенного с обшивками органопластика;

относительной деформации [ ] при этом склеенных с обшивками органопластика (б) и составлял от 0,25 до 0,7. Всего было стеклопластика (в) испытано более 500 образцов из Грани образцов заполнителей, органопластика, стеклопластика, склеенных с обшивками, защемлены по двум углепластика, арамидной бумаги Кевлар и своим кромкам и ограничены в перемещения базальтопластика. Испытания проводились в плоскости обшивок, поэтому не могут на испытательной машине Instron 5882 принять другую форму складчатости. У (100кН). образцов заполнителя из материалов, не Проведенный эксперимент показал, что обладающих высокой прочностью и форма потери устойчивости граней зависит в жесткостью на сжатие (арамидная бумага первую очередь от наличия их соединения с Кевлар, органопластик), грани обшивками и цилиндрической жесткости деформируются с образованием двух зон грани. Для граней z-гофра, не склеенных с изгиба (рис. 2,б). При этом разрушения обшивками, схема потери устойчивости армирующего слоя не происходит даже при близка к схеме шарнирно опертой пластины полном смятии панели ( =0,7). У по двум своим кромкам, нагруженной материалов, обладающих высокой сжимающим усилием (рис. 2,а). прочностью и жесткостью на сжатие (углепластик, стеклопластик), происходит срез грани и полное разрушение заполнителя (рис. 2,в). Линия разрушения направлена перпендикулярно ребру по пилообразным линиям и, как правило, расположена в области, близкой к срединной плоскости заполнителя.

Прочность при поперечном сжатии у заполнителя, склеенного с обшивками, а повышается на 25-40% по сравнению с образцами, не склеенными с обшивками.

Проблема выбора размеров образцов обусловлена разной степенью влияния краевого эффекта для заполнителей с разной жесткостью граней и разными пропорциями рельефа. Для некоторых типов заполнителей, Авиационная и ракетно-космическая техника например сот, существуют рекомендации по меняет схему подкрепления грани и выбору размеров испытуемых образцов, увеличивает прочность на 35%, а модуль содержащих не менее 9 структурных упругости - на 12%.

элементов в ортогональных направлениях. По результатам эксперимента можно По этой рекомендации вначале проводились сделать рекомендацию о способе вырезки испытания панелей, содержащих не менее образцов для испытания на поперечное 14-16 граней по длине и ширине панели. При сжатие с обязательным сохранением ребра длине грани у испытуемых образцов до 50 по пилообразным линиям на кромке образца мм размеры панелей оказывались очень (если не применяются другие способы большими, что предъявляло повышенные компенсации краевого эффекта).

требования к испытательному оборудованию Для оценки возможности уменьшения и приводило к большим расходам на размеров образцов для испытания при изготовление образцов и их испытание. соблюдении данного способа вырезки Поэтому задача уменьшения размеров образцов был проведен следующий образцов для испытаний при сохранении эксперимент.

адекватности результатов испытаний является весьма актуальной. Испытания однотипных образцов, но с различными габаритными размерами, показали, что в зависимости от отношения количества элементов по зигзагообразным линиям к количеству элементов по F (N) пилообразным линиям можно получить результаты прочностных испытаний, отличающиеся друг от друга от 15 до 50%.

Это явление можно отнести к краевым эффектам. Оно обусловлено различными 0 0,5 1 1,5 граничными условиями закрепления граней 1 mm гофра в центре и по краям образца.

Одним из способов обеспечения равных условий нагружения граней по всей площади образца является сохранение ребер Рис. 3. Диаграммы нагружения 2 партий образцов: по пилообразным линиям, расположенным – без сохранения ребра по кромке образца;

2 – с сохранением ребра по его периметру.

Изготовлено несколько партий деталей Для оценки влияния краевого эффекта с различной площадью. Первая руппа имела изготовлено две группы образцов в своем составе по 4 элемента по многослойных панелей с однотипным пилообразным и зигзагообразным линиям стеклопластиковым заполнителем в виде z (4х4) и габаритный размер 65х65 мм. Вторая гофра, с одинаковыми геометрическими и группа образцов имела по 8 элементов вдоль весовыми параметрами. Отличие между пилообразных и зигзагообразных линий двумя группами образцов заключалось в (8х8) и габаритный размер 125х130 мм.

схеме вырезки заполнителя. В первой группе Площадь образцов второй группы в 4 раза вырезка заполнителя сделана таким образом, больше площади образцов первой группы.

чтобы сохранить ребро жесткости вдоль Вырезка образцов для каждой партии пилообразной линии z-гофра на кромке. Во деталей производилась с сохранением ребра второй группе вырезка осуществлена без по кромке образцов.

сохранения данного ребра.

Испытания проводились по По диаграммам нагружения на рис. стандартной схеме нагружения при видно, что изменение вида краевой зоны поперечном сжатии с одной образца сильно влияет на его прочностные самоориентирующейся плитой и с свойства. Сохранение ребра по краевой зоне постоянной скоростью 5 мм/мин.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), При оценке значения прочности по пилообразным линиям. Увеличение образцов заполнителя типа z-гофр при количества структурных элементов в образце поперечном сжатии условно считаем, что желательно для повышения стабильности реальный заполнитель внутри панели результатов эксперимента.


заменен однородным заполнителем, При изготовлении образцов панелей со приведенные прочностные и упругие складчатым заполнителем необходимо характеристики которого определяются по принять меры, позволяющие снизить принципу эквивалентности работы и влияние отклонений в технологических характеризуются величиной приведенной параметрах формования заполнителя, прочности прz и приведенным модулем склейки панели, погрешностей, вносимых упругости Eпрz. технологической оснасткой, и отклонений Эксперимент показал, что, используя размеров от номинальных геометрических данные приемы вырезки, можно уменьшить параметров заполнителя. С целью влияние краевого эффекта и габаритные минимизации влияния данных факторов при размеры образцов. Расхождения в изготовлении образцов для проведенных результатах испытания образцов составляют исследований использовались не более 3% по прочности (рис. 4), но при приспособления, позволяющие этом образцы с большей площадью (8х8 контролировать геометрию заполнителя;

элементов) показывают более стабильные разработан технологический процесс, результаты. позволяющий в автоматическом режиме поддерживать необходимую температуру и 3 давление во время полимеризации образцов 2,72 2, 2,68 в автоклаве;

отработана схема склейки 2, образцов заполнителя с обшивками.

2, Рекомендации по проведению 2, 2, испытаний панелей с z-гофром на поперечное сжатие После обработки анализа 4x 1,5 экспериментальных результатов были 8x сформулированы следующие рекомендации:

1. Образцы испытывать только со склеенными несущими слоями.

2. Обшивки не должны иметь локальной формы потери устойчивости при 0, поперечной нагрузке на заполнитель (требование к толщине и жесткости несущих слоев).

110 126 3. Вырезку образца для испытания из блока заполнителя производить с Рис. 4. Гистограммы зависимости предела сохранением ребра по пилообразным линиям прочности (МПа) от площади образцов при их по кромке образца.

оптимизированной форме Таким образом, при выборе размеров 4. Требования к размерам образцов образца для испытания необходимо зависят от геометрических параметров учитывать геометрические параметры заполнителя и используемого материала.

элементов z-гофра, вырезку образцов Общие требования:

производить с учетом влияния краевого - площадь образца должна быть не менее 140 см2.

эффекта, особенно вдоль пилообразных линий. Минимальный размер образцов - число граней вдоль пилообразным 100х100 мм, количество элементов в образце линий должно быть не менее 6, число не менее 6 по зигзагообразным линиям и 4 граней по зигзагообразным линиям может Авиационная и ракетно-космическая техника варьироваться в зависимости от геометрии обеспечивающих заполнителю различную заполнителя и прочностных свойств плотность, прочность и жесткость. При материала;

разработке технологических схем - отношение числа граней вдоль производства складчатых заполнителей было зигзагообразных линий к числу граней вдоль изготовлено и испытано большое число пилообразных линий всегда должно быть образцов из различных композитов. По больше 1. результатам данных исследований 5. Скорость нагружения образцов: 5-10 проводилось сравнение весовой мм/мин. эффективности использования различных материалов, а также сравнение их прочности со стеклом и полимерсотопластами. На гистограммах рисунков 4 представлено Исследование механических свойств сравнение прочности и жесткости образцов складчатых заполнителей из различных z-гофра из различных материалов и разной материалов и сравнение их с сотовыми плотности при поперечном сжатии, а также заполнителями При изготовлении складчатых их сравнение с характеристиками заполнителей нет существенных сотопластов.

ограничений на выбор материала, Эксперимент показал, что наиболее достаточно, чтобы он мог изгибаться на высокие прочностные характеристики малый радиус (складываться). Поэтому z- можно получить, используя z-гофр из гофр может быть изготовлен из таких углепластика. Высокая прочность материала материалов, как угле- органо-, стекло- и малый удельный вес позволяют добиться базальтопластиков, арамидных бумаг, высокой весовой эффективности данных металлической фольги, сеток, и даже из панелей по сравнению с остальными гибридных материалов в виде АЛОРов и материалами. Прочность при поперечном СИАЛов [3]. Такая технологическая схема сжатии z-гофра из углепластика с объемной обладает большой универсальностью и плотностью около 90 кг/м3 составляет 8, позволяет на одном и том же оборудовании МПа.

изготавливать z-гофр из разных материалов, Рис.4. Сравнительная диаграмма прочностных свойств при поперечном сжатии сотовых заполнителей (линейная диаграмма) и z-гофра из различных материалов (гистограммы) Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), показали, что для многих материалов материалов, как и следовало ожидать, критической нагрузкой является нагрузка наилучшие механические характеристики потери устойчивости граней структуры. В этом показал заполнитель из углепластика. Его случае для повышения прочности прочность превосходит прочность сотовых заполнителей (из таких материалов, как заполнителей во всем диапазоне объемной арамидные бумаги, базальто - и плотности, как при поперечном сжатии, так стеклопластики) необходимо повышать и при продольном сдвиге.

устойчивость граней либо за счет увеличения толщины материала, либо за счет уменьшения Библиографический список геометрических размеров элементарной ячейки 1. Панин, В.Ф. Конструкции с сотовым заполнителя. заполнителем [Текст] / В.Ф. Панин – М.:

Машиностроение, 1982.

Всего было испытано более 200 2. Mudra, C. Alternative sandwich core образцов из различных материалов с structures – Efficient investigation of различной конфигурацией рельефа. application potential by using finite element Проведенные исследования показали, что modeling [Text] / C. Mudra, D. Hachenberg // заполнители типа z-гофр обладают In: SAMPE Europe international conference, широкими возможностями по оптимизации Paris;

2003. p. 444.

геометрических параметров. Это дает им 3. Халиулин, В.И. О разработке определенную перспективу применения в технологических схем изготовления авиационных сендвич панелях. складчатых конструкций из ПКМ с Изменяя длину ребра по повышенной прочностью структурных зигзагообразным линиям и угол между элементов [Текст] / В.И. Халиулин, И.В.

гранями по пилообразным линиям, можно Двоеглазов, В.В. Батраков // Сборник оптимизировать прочностные свойства докладов научно-практической конференции заполнителя при продольном сдвиге в двух «Авиакосмические технологии и направлениях без изменения его плотности, оборудование», Казань, 2003.

высоты или используемого материала. 4. Ендогур, А.И. Сотовые конструкции Сопоставление результатов [Текст] / А.И. Ендогур, М.В. Вайнберг, К.М.

испытаний сендвич панелей с заполнителем Иерусалимский – М.: Машиностроение, типа z-гофр и стеклосотами показывает, что 1986.

преимущество стеклосот в прочности при 5. Heimbs, S. Sandwich structures with поперечном сжатии наблюдается при folded core: mechanical modeling and impact плотностях заполнителя до 80 кг/м3. При simulations [Text] / S. Heimbs, S. Kilchert, S.

плотностях заполнителя свыше 80 кг/м3 Fischer, M. Klaus, E. Baranger // In: SAMPE более высокую прочность показывают Europe international conference, Paris;

2009. p.

сендвич панели с z-гофром. 324–31.

При сопоставлении прочности панелей с z-гофром из различных ON THE DEVELOPMENT OF EXPERIMENTAL METHODS IN RESEARCH OF FOLDED CORE TYPE Z-CRIMP ON THE TRANSVERSE COMPRESSIVE TEST STRENGTH © 2012 I. V. Dvoeglazov, V. I. Khaliulin Kazan national research technical university named after A.N. Tupolev This article reports the experience in conducting strength tests of folded cores reinforced composite materials. In order to increase the stability of the experimental results are given tips on how to test. Examples of types of fracture fillings such as z-crimp made of different materials are given.

Авиационная и ракетно-космическая техника Sandwich panels, Folded core, z-crimp, static tests.

Информация об авторах Двоеглазов Игорь Владимирович, старший научный сотрудник кафедры производства летательных аппаратов, Казанский национальный исследовательский технический университет – КАИ имени А.Н. Туполева. E-mail: pla.kai@mail.ru. Область научных интересов: исследование механических характеристик композиционных материалов, технология изготовления композитных конструкций.

Халиулин Валентин Илдарович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой производства летательных аппаратов, Казанский национальный исследовательский технический университет – КАИ имени А.Н. Туполева. Область научных интересов:

разработка новых технологических процессов изготовления интегральных и многослойных композитных конструкций.

Dvoeglazov Igor Vladimirovich, Senior Fellow of aircraft production department, Kazan national research technical university named after A.N. Tupolev. E-mail: pla.kai@mail.ru. Area of research: the study of mechanical properties of composite materials, manufacturing techniques of composite structures.

Khaliulin Valentin Ildarovich, Doctor of Technical Sciences, professor, Head of aircraft production department, Kazan national research technical university named after A.N. Tupolev.

Area of research: development of new manufacturing processes of integrated composite structures and multi-layer composite structures.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), УДК 678-19+ 678.01:539. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ДЕГРАДАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВУХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ © 2012 Г. Н. Тоискин Донской государственный технический университет В условиях повышенной влажности и температуры матрица изделия из полимерных композиционных материалов (ПКМ) поглощает воду и пластифицируется. При этом снижается температура стеклования и, соответственно, предельная температура эксплуатации изделия. Для определения степени деградации механических свойств использовались следующие методы испытаний: испытания на трёх точечный изгиб, сжатие и определение точки стеклования.

Композиционные материалы, влагопоглощение, падение механических свойств и температуры стеклования.

эпоксидного композиционного материала, 1. Механизмы влагопоглощения В процессе работы испытания армированного стекловолокном, был проводились для 2-х материалов: ВПС-7 и использован метод рентгеноэлектронной ВПС-31 (рис. 1), которые вырезались из спектроскопии. Были получены все спектры лопасти несущего винта. и результаты разложения линии кислорода и углерода на составляющие, из которых следует, что жидкость присутствует в эпоксидной части материала в связанном виде и на границе раздела между стекловолокном и матрицей. Из вышесказанного следует, что наиболее опасным местом, с точки зрения проникновения влаги, являются места нарушения целостности изделия (отверстия, срезы).

Отмечено, что при высыхании механические свойства восстанавливаются [1], но при этом геометрия изделия остаётся деформированной.

2. Оценка степени деградации физических и механических свойств Цикл испытаний механических свойств полимеризованного ламината на основе термореактивного связующего должен включать короткобалочный изгиб и сжатие.

2. 1. Трёхточечный короткобалочный изгиб Испытания на ползучесть и релаксацию производились на машине для деформационных испытаний TIRA test 2750 с Рис. 1. Внешний вид образцов для испытаний слева использованием штатного приспособления – ВПС-7, справа - ВПС- Для исследования расположения для 3-х точечного изгиба (рис. 2.);

влаги в образце, изготовленном из разрешающая способность установки Авиационная и ракетно-космическая техника составляла по деформации 0,01 мм, по силе температуре 70С и влажности 85 % в течение 0,01 Н. 10 суток.

Нагрузка выбиралась, исходя из максимальных напряжений, действующих на лопасть несущего винта. Для образцов из ВПС-7 (толщина 6 мм) она составляла 750 Н, для образцов из ВПС-31 (толщина 3,6 мм) – 300 Н. При этом максимальные напряжения в наружных слоях составляли порядка 80 МПа. Расчет напряжений производился по формуле:

3 Pl max 2, 2 dh где d = 16 мм – ширина образца;

h - его толщина.

Для исключения собственной деформации упругой системы машины предварительно производилось нагружение жесткой стальной плитки рабочими нагрузками. Зависимость деформации Рис. 2. Образец, установленный в приспособление для машины от нагрузок представлена на рис. 3.

трёхточечног короткобалочного изгиба Расстояние между опорами 40 мм.

При таком испытании смещение центральной части образца w выражается соотношением:

Pl w 48E f I x P l 3 h E 1 x, (1) Рис. 3. Деформация упругой системы испытательной машины под действием рабочих 48 E x I x l Gx нагрузок – измеренный траверсный путь при увеличении нагрузки где Р – нагрузка;

Эта зависимость аппроксимировалась l – расстояние между опорами;

формулой:

Iх – момент сопротивления изгибу m 0.007P 0.35 0.0005P (3) сечения образца;

Eх - продольный модуль;

(сила в Ньютонах, смещение в мм) и Gх – модуль межслойного сдвига;

использовалась путем вычитания величины Ef – фиктивный модуль упругости, m из общего траверсного пути.

равный продольному модулю, деленному на Ниже представлены результаты выражение в квадратных скобках, и испытаний на ползучесть и изменение зависящий от отношения h/l и формы сечения фиктивного модуля изгиба образцов из (коэффициент =1,2 для прямоугольного материалов ВПС-7 и ВПС-31.

сечения).

В первой серии испытаний Целью испытаний было определение продолжительность нагружения составила полной деформации и фиктивного модуля часов, однако 50% деформации ползучести образцов, хранившихся при нормальных развивались уже в течение первых 10 минут.

условиях и выдержанных в климатической Поэтому продолжительность испытаний камере. Кондиционирование в климатической была сокращена, что позволило получить камере типа КТК 800 производилось при полуколичественные данные о влиянии Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), климатических воздействий на механические результате климатического воздействия свойства исследуемых материалов. составила:

Анализ приведенных графиков (рис. - для ВПС-7 – 0,05 мм, т.е. 36%;

4) показывает, что значения исходного - для ВПС-31 – 0,07 мм, т.е. 26%.

фиктивного модуля (упругие свойства Деформация ползучести на материала) обоих материалов примерно установившемся участке (за 10 минут):

равны и составляют около 2,5*1010 Па. При - для ВПС-7 увеличилась с 0,02 мм до одних и тех же напряжениях в 0,04 мм;

поверхностных слоях деформация более - для ВПС-31 увеличилась с 0,01 мм тонких образцов из ВПС-31 составляет 0,25 до 0,02 мм.

мм, более толстых из ВПС-7 - 0,14 мм. Деградация упругих свойств Усредненное по трем образцам материалов в результате климатического падение упругого модуля в результате воздействия составила в материале ВПС- климатического воздействия составляет: 28%, в материале ВПС-31 – 18%. Общая - для ВПС-7 - 0,7*1010 Па, т.е. 28%;

деформация изгиба образцов в результате - для ВПС-31 – 0,45*1010 Па, т.е. 18%. климатического воздействия увеличилась в материале ВПС-7 на 36%, в материале ВПС 31 – на 26%. Деформация ползучести при деформации изгиба в результате климатического воздействия увеличилась в материале ВПС-7 с 0,02 мм до 0,04 мм, в материале ВПС-31 – с 0,01 мм до 0,02 мм.

2.2. Сжатие Все испытания проводились согласно требованиям [2].

Нагружение со скоростью 0,1 мм/сек производилось на машине TIRA test (рис. 5) до разрушения, которое регистрировалось спадом сжимающей нагрузки на 200 Н.

Рис.5. Вид на устройство приспособления для испытаний на сжатие (на поверхности образца видна макротрещина, возникшая при испытании) На диаграммах, представленных на рис.6, наблюдаются скачки, соответствующие локальным разрушениям Рис.4. Временные диаграммы изменения фиктивного матрицы.

модуля и деформации ползучести сухих и Начальные участки диаграмм увлажненных образцов из материала ВПС-7 и ВПС 31 соответствуют этапу загрузки Усредненный по трем образцам приспособления для сжатия. Как видно из прирост общей деформации изгиба в диаграмм, в сухом и влажном состоянии матрица ВПС-31 менее пластична, чем ВПС Авиационная и ракетно-космическая техника 7, и разрушение происходит при № Состав В После деформациях 0,06-0,07 (сухие), тогда как лон стекло исходном влагонасыщения ВПС-7 разрушается при деформациях 0,08- ж пл. в состоянии 0,11 (сухие). образц Nобр Tgс Nобр Tgв Pвл, Падение средней разрушающей е % ух л нагрузки сжатия для ВПС-7 составляло 12%, 014 ЭДТ- 147- 55, 147-3 39, 3, для ВПС-7 – 20%. 7 10П / 5 7 147-4 Важно отметить закономерность Т-25 147- 58, протекания разрушений, представленную 6 на рис. 6. На диаграмме нагружения сухого ЭДТ- 147- 68, 147-3 37, 2, материала ВПС-7 наблюдаются скачки- 10П / 5 6 147-4 спады нагрузки, соответствующие ВМПС 147- 71, 40, локальным повреждениям матрицы при 6 4 напряжениях 140 и 170 МПа. Увлажненный 015 ЭДТ- 150- 66, 150-3 27, 4, материал ВПС-7 более пластичен – имеется 0 10П / 1 6 150-4 только один локальный спад при 90 МПа. В Т-25 150- 62, 27, материале ВПС-31 такие спады вплоть до 2 4 разрушения отсутствуют. ЭДТ- 150- 72, 150-3 42, 1, 10П / 1 3 150-4 ВМПС 150- 83, 42, 2 6 015 ЭДТ- 154- 73, 154-5 43, 1, 4 10П / 1 6 154-6 ВМПС 154- 74, 43, 2 7 015 ЭДТ- 155- 80, 155-3 47, 1, 5 10П / 5 8 155-4 ВМПС 155- 74, 42, 6 1 045 ЭДТ- 0455 100 0455- 58 1, 0 10П / -1 105 3 60 ВМПС 0455 0455 -2 Примечание: Условия кондиционирования T = 80 C, = 98 % 2.3. Определение точек стеклования на примере материала ВПС- Температуры стеклования материала лонжеронов в исходном состоянии состоянии поставки («сухого») - Тg сух и после влагонасыщения при = 98% - Тg вл.

определяли на динамическом механическом анализаторе ДМА 861e Рис. 6. Диаграммы нагружения призматических фирмы Mettler Toledo (Швейцария) в образцов при одноосном сжатии соответствии с РТМ 1.2.173-2003.

Сравнительные характеристики Испытания образцов размером 50 10 2мм климатической стойкости механических проводили при нагревании со скоростью свойств материалов даны в таблице 1.

град/мин при воздействии с частотой 1Гц Таблица 1. Температуры стеклования изгибающей нагрузки (трехточечный стеклопластика в исходном виде Tgсух и изгиб), равной 6,0 Н. Тg определяли как влагонасыщения* после Tgвл, температуру начала падения влагопоглощение Pвл.

Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета № 5 (36), динамического модуля упругости Е' на ющее е МП МП МПа МП кривой температурной зависимости. Для напряжен а а а сравнения с материалом стенки лонжерона, ие не подвергавшегося эксплуатации, Разруша определяли температуру стеклования ющая Сжати 0,07 0,06 0, 0, образцов, вырезанных из стенки деформац е 5 5 лонжерона. Результаты испытаний ия представлены в таблице 2. Заключение Таблица 2. Сравнительная Наиболее опасными местами для характеристика климатической стойкости проникновения жидкости в изделие механических свойств материалов ВПС-7 и являются различного рода места ВПС-31 механической обработки, такие как Материал отверстия, пазы и т.д. Падение точки ВП ВП ВПС ВП стеклования при воздействии влаги (до 50%) С-7 С-7 -31 С- существенно снижает механические Испыт Параметр сухо вла сухо 31 свойства материала (до 20% при сжатии) и ание й жны й вла увеличивает деформацию (до 36% при й жн изгибе). Восстановление механических ый свойств после сушки не возвращает изделию Секущий первоначальные геометрические модуль характеристики.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.