Формування тиском профільних стрижнів на основі плетених композитних структур - Автореферат

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЖуковського „Харківський авіаційний інститут”, професор кафедри „Технологія виробництва літальних апаратів” кандидат технічних наук, доцент Стоянов Олександр Анатолієвич, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, доцент кафедри „Обладнання для обробки металів тиском” На основі аналізу уточненої моделі пружно-деформованого стану стрижневих складнопрофільних елементів при впливі експлуатаційних і технологічних факторів запропонована конструкція матеріалу і методика розрахунку конструктивних параметрів виробу, що містить плетений шар і прошивання в зоні зєднання стійки і полиць. Проведено дослідження взаємозвязку між структурними і технологічними параметрами в процесі формоутворення профілю, розроблені методи розрахунку основних силових параметрів процесу і рекомендації з проектування технологічного устаткування і вибору режимів обробки тиском профілю, що формується. Розроблено методи розрахунку сил і тисків, що виникають при прошиванні плетених структур КМ, вироблені рекомендації з вибору виду прошивання та оцінці міцності шва. Проведено исследование взаимосвязи между структурными и технологическими параметрами в процессе формообразования профиля под давлением, установлена доминирующая роль процессов фильтрации связующего в межволоконном пространстве в процессе обработки давлением, разработаны методы расчета основных силовых параметров процесса, выработаны рекомендации по проектированию технологического оборудования и выбору режимов обработки давлением формуемого профиля. проведенный конструкционно-технологический анализ позволил выявить основные особенности условий прошивки композиционных материалов и выбрать в качестве основного при изготовлении профилей однониточный метод прошивки.Завдяки унікальному набору позитивних якостей, таких, як висока питома міцність і жорсткість, корозійна стійкість, здатність добре працювати в умовах дії вібраційних та ударних навантажень і ін., композиційні матеріали (КМ) знаходять усе більш широке застосування в різних галузях транспортного машинобудування, авіабудування, ракетобудування і багатьох інших галузях народного господарства. Другий компонент - сполучне - забезпечує монолітність системи, звязує між собою окремі волокна, передає зусилля від волокна до волокна в поперечних напрямках, забезпечуючи їхню одночасну деформацію під навантаженням. Для досягнення поставленої мети в роботі були поставлені і вирішені наступні задачі: розробити методику розрахунку і синтезу основних структурно-технологічних параметрів складнопрофільних стрижневих елементів із КМ, що враховує напружено-деформований стан конструктивних елементів матеріалу при впливі технологічних та експлуатаційних факторів. розробити технологію безупинного процесу формування тиском стрижневих виробів з використанням метода плетіння і прошивання. розробити методику розрахунку основних силових технологічних параметрів процесу формоутворення виробів, що виготовляються плетільно-пултрузійним методом. розробити методику розрахунку сил і тисків при прошиванні матеріалів плетеної структури на основі високомодульних армуючих волокон. розробити рекомендації з розрахунку оснащення і вибору устаткування для безупинного процесу виготовлення стрижнів складного профілю. Предметом дослідження є розробка методів розрахунку структурно-технологічних параметрів виробу, силових факторів і тисків, що виникають у процесі його виготовлення, а також вибір конструкційно-технологічних параметрів технологічного процесу та устаткування для одержання виробів складного профілю поперечного перерізу. Базовими при теоретичних дослідженнях були методи механіки твердого тіла, що деформується, при аналізі напружено-деформованого стану конструктивних елементів профілю, гідродинаміки при аналізі сил і тисків, що виникають у процесі формоутворення, механіки композиційних матеріалів при розробці методів розрахунку конструктивно-технологічних параметрів виробу і теоретичній оцінці його несучої здатності, теоретичної механіки при розрахунку процесу прошивання.У той же час більшість безупинних методів їхнього виготовлення, заснованих на використанні процесу пултрузії (протяганні просочених джгутів волокнистого наповнювача через формотворну фільєру), передбачають реалізацію простих конструктивних схем виробу. Відомі спроби введення в процесі пултрузії односпрямованих виробів підмотувань спіральної арматури чи введення в структуру матеріалу виробу матів не вирішують задач, звязаних з оптимізацією його структури і технологічних режимів її формування. Розроблені в даний час технологічні процеси, що поєднують одержання виробів на основі плетених структур і формування їхнього профілю шляхом обробки тиском у безупинному процесі пултрузійного формування, дозволяють виготовляти вироби з КМ обмеженої номенклатури.

2. Основний зміст роботи