Проектування та конструктивно-технологічні рішення енергозберігаючого формотворного оснащення регламентованого ресурсу для виробництва авіаконструкцій із композитів - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Проектування та конструктивно-технологічні рішення енергозберігаючого формотворного оснащення регламентованого ресурсу для виробництва авіаконструкцій із композитівЖуковського «Харківський авіаційний інститут» Міністерства освіти і науки України. енергетичний резистивний авіаконструкція Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Шевцова Марина Анатоліївна, Національний аерокосмічний університет ім. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», доцент кафедри авіаційного матеріалознавства. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», завідувач кафедри проектування ракетно-космічних апаратів; Захист відбудеться 18 березня 2011р. о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.04 у Національному аерокосмічному університеті ім.Вирішення останньої проблеми можливе за умови гарантування стабільності форми та розмірів формотворного оснащення (ФО) протягом всього строку його служби з урахуванням появи та накопичення залишкових деформацій у формотворній поверхні (ФП) оснащення в процесі його експлуатації, що призводить до зниження ресурсу устаткування. Більшість конструктивно-технологічних рішень ФО, що зараз використовують, не завжди задовольняють головні вимоги надійності, тобто збереження експлуатаційних характеристик протягом всього строку служби, та ефективності, що передбачає зручність використання, окупність і низку вартість. У цей час увага дослідників значною мірою сконцентрована на складанні універсальних алгоритмів прогнозування поведінки ФО в процесі формування авіаційної конструкції; проведенні досліджень впливу стану ФО, ресурс якого спливає, на якість деталі, що виготовляють; а також удосконаленні методів формування авіаційних конструкцій великих габаритних розмірів із ПКМ. Використання такого підходу дозволяє отримати задані фізико-механічні характеристики (ФМХ), габаритні розміри й форму виробів великих розмірів при зниженні вартості їх виробництва не лише шляхом оптимізації параметрів ФО, але й завдяки відмові від дорогого нагрівального обладнання і, як наслідок, зниження енергоспоживання. Вперше запропоновано новий підхід до проектування ФО з внутрішнім джерелом нагрівання, що комплексно обєднує визначення параметрів оснащення та резистивного шару із мінімізацією вартості оснащення і енергетичних витрат процесу формування.Літературний огляд новітніх методів розрахунку параметрів ФО для виготовлення великогабаритних авіаційних конструкцій з ПКМ довів, що більшість із них не враховують процеси, що проходять в оснащенні під час формування виробу та мають значний вплив на його ресурс. Під ресурсом розуміють кількість циклів формування, впродовж яких деталь, що виготовляють, має задану якість. Переміщення точок початкової поверхні ФП було наведено у вигляді функції змінних х та у, що задовольняє умові відсутності прогину на краях комірки ФП: (3) де a, b - розміри комірки ФП оснащення; Аналіз результатів досліджень, які були виконані у другому розділі, показав, що найбільш раціональним за ресурсом і масою є підкріплене ФО (див. рис. Визначення проектних параметрів оснащення, що задовольняють указані вище умови, виконували прямим перебиранням товщини ФП при прийнятій відстані розташування ребер і порівнянням розрахованої маси оснащення за наведеним на рис.Відповідно до поставленої мети - зниження енергетичних витрат і собівартості виробництва композитних авіаконструкцій з високою точністю контуру шляхом використання ФО необхідного ресурсу із внутрішнім підігріванням - та сформульованих і вирішених завдань у дисертації отримано такі результати: 1. Аналіз результатів числових досліджень, виконаних з їх використанням, довів таке: - збільшення товщини або кривизни ФП і зменшення розмірів сторін оснащення приводить до збільшення жорсткості та ресурсу ФО; Розроблено методику визначення основних параметрів ФО за умови забезпечення його жорсткості в процесі формування при заданому ресурсі, яка основана на виборі типу ФО та подальшій оптимізації його параметрів за загальною масою конструкції ФО. зміна кривизни ФП оснащення приводить до збільшення його жорсткості, тому надання ФП початкового прогину, який визначається за умови забезпечення необхідної якості поверхні авіаційної конструкції, дає виграш у масі при зменшенні товщини ФП (до 30% для тканого вуглепластика) або збільшення ресурсу при збереженні товщини ФП (до 85% для тканого вуглепластика). Розвязком системи рівнянь є розподіл температури за часом для зовнішніх поверхонь композитного пакета з урахуванням екзотермічного ефекту ствердіння звязуючого, а також закон зміни потрібної потужності оснащення, що гріє, за часом для відтворення заданого режиму формування.

Основний зміст роботи