Концепції та принципи розробки раціональних технологічних процесів виготовлення керамічних обтічників. Система прогнозування експлуатаційних властивостей матеріалів на основі кварцової кераміки в обтічниках ЛА, що реалізуються в процесі їх виготовлення.
Аннотация к работе
В умовах безперервного зростання обсягу випуску і номенклатури керамічних обтічників ЛА з різними льотно-технічними характеристиками (ЛТХ) весь минулий емпіричний досвід їх технологічної підготовки і самого виробництва став недостатнім для організації великомасштабного мобільного серійного випуску виробів потрібної якості і високої економічної ефективності, які потенційно забезпечує кварцова кераміка. Метою дисертації є розробка наукових основ технологічної підготовки специфічного для авіаційно-космічної галузі промисловості виробництва керамічних обтічників ЛА, які забезпечують створення виробів даного класу, що відповідають сучасним і перспективним світовим вимогам. Для досягнення цієї мети в дисертації вирішувались такі задачі: Розробити систему прогнозування експлуатаційних властивостей керамічних матеріалів в обтічниках ЛА, що реалізуються в процесі їх виготовлення. При синтезі системи прогнозування експлуатаційних властивостей обтічників із кераміки (розділ 2) використовувались методи статистичного аналізу, теорії алгоритмів, методи забезпечення надійності технічних систем (дерево відказів), механічних випробувань зразків, регресивного, спектрального і дериватографічного аналізу. Наукова новизна дисертації випливає з поставлених мети і задач дослідження і містить такі основні результати: В науково-методологічному аспекті: вперше розроблено новий науковий напрямок в технології виробництва ЛА, який концептуально базується на загальних принципах і методах системи технологічної підготовки виробництва АРКТ, але відбиває і містить специфічні особливості обєкта: нову комплексну систему прогнозування експлуатаційних характеристик керамічних матеріалів, які реалізуються в процесі виготовлення обтічників; модифікований комплексний критерій технологічності виробів; нові принципи розробки раціональних технологічних процесів і оснащення; структурну модель системи наземного відпрацювання.Однак комплексна проблема створення наукових основ ТПВ обтічників ЛА із кварцової кераміки, не зважаючи на накопичений досвід і ряд теоретичних результатів, що відносяться до окремих її етапів і аспектів, ще не вирішена у повному обсязі. На основі цього критерію запропоновано методику визначення границі міцності кераміки при розтягуванні, яка є критичною в плані вичерпання несучої здатності керамічних виробів, за результатами стандартних випробувань зразків на вигин, а також термостійкості: , (1) де - границя міцності при вигині; - модуль пружності, коефіцієнт Пуассона і лінійного термічного розширення; - коефіцієнт тепломіцності, що залежить від властивостей кераміки. Ця методика дозволяє при оцінці якості ТП виготовлення виробів із кераміки виявити в інтегральному вигляді вплив недосконалостей технології. Результати розділу 2 в комплексі забезпечують базу даних, необхідну для реалізації запропонованої системи прогнозування експлуатаційних властивостей кварцової кераміки в обтічниках ЛА, що формуються в процесі їх виготовлення. На основі численних теоретичних і експериментальних досліджень розкрито і проаналізовано особливості забезпечення технологічності виготовлення і складання керамічних обтічників ЛА, які дозволили визначити нові, специфічні для даного класу виробів показники їх технологічності: - коефіцієнти завантаження технологічного обладнання - млинів, сушильних шаф і печей випалу: , , (7) де , - обєми робочого простору, які займають відповідно шихта і заготовки; , , - обєми робочого простору млина, сушильної шафи і печі випалу заготовок;Науково обґрунтовано і розроблено комплексну систему прогнозування експлуатаційних характеристик керамічних матеріалів в обтічниках ЛА, які реалізуються в процесі їх виробництва, основними складовими якої є: постулат про граничні значення континууму паспортних характеристик матеріалу, ступінь наближення до яких у виробі здійснюється цілеспрямованим аналізом і коректуванням технології його виробництва методами теорії надійності технічних систем, модифікованими імовірнісним контролем дисперсії експертних оцінок, адекватним їх повноті; нові методики: моделювання динаміки процесу подрібнення кварцової шихти в шарових млинах і оптимізації коефіцієнта їх заповнення; визначення тонкої фракції в шлікері центрифугуванням, яка синтезує оптимальні технологічні режими; прогнозування часу заповнення форми шлікером при надлишковому тиску и ступеня його різнощільності залежно від кінематичних, структурних і тиксотропних характеристик шлікера; визначення механічних характеристик кераміки при розтягуванні зі стандартних випробувань зразків на вигин; розроблені нові технологічні процеси: прискореного сушіння гіпсових форм, які зменшують його тривалість на 30...50%; прискореної термообробки заготовок обтічників, що зменшує режим в 2…2,5 рази, витрати електроенергії в 3…3,5 рази і підвищує продуктивність печей в 2 рази; шліфування заготовок обтічників, оснований на забезпеченні зниження коливань пружних елементів СПІД на довжині проходу. Синтезовано структурна модель і комплексну програму науково-виробничої