Державний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського

“Харківський авіаційний інститут”

ПИЛИПЕНКО ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ

УДК 629.73: 629.78: 621.763:678.027.94

ТЕХНОЛОГІЯ БЕЗПЕРЕРВНОГО ФОРМУВАННЯ

КОМПОЗИТНИХ ПРОФІЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

КОНСТРУКЦІЙ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ

05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів

Автореферат дисертації на здобуття ученого ступеня

кандидата технічних наук

Харків 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі “Опір матеріалів” Східноукраїнського державного університету Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Фрегер Гаррі Юхимович, Східноукраїнський державний університет, завідувач кафедри "Опір матеріалів"

Офіційні опоненти:

1. Доктор технічних наук, професор Гайдачук Віталій

Євгенович, Державний аэрокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”, завідувач кафедри №403.

2. Кандидат технічних наук Стариков Леонід Михайлович, завідувач лабораторії стільникових конструкцій, Авіаційний науково-технічний комплекс ім. Антонова, Міністерство промислової політики України, м. Київ.

Провідна установа: Відкрите акціонерне товариство “Український науково-дослідний інститут авіаційної технології”, Міністерство промислової політики України, м. Київ

Захист відбудеться “ 29 ” вересня 2000 р. о 16-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.04 у Державному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського “ХАІ” за адресою: Україна, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Державного аерокосмічного університету ім М.Є. Жуковського “ХАІ” за адресою: Україна, 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

Автореферат розісланий " 22 " серпня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Корнілов Г.Л.

Загальна характеристика роботи

Актуальність і ступінь досліджень проблеми.

Використання композитних матеріалів у конструкціях літальних апаратів припускає застосування різних стрижневих підкріплювальних і силових елементів усілякого типорозміру. Високі експлуатаційні навантаження, що впливають на ці елементи, вимагають досить складної схеми армування матеріалу, що забезпечує високі трансверсальні характеристики при різних видах навантаження. З огляду на значний обсяг підкріплювальних елементів у конструкції планера для їхнього виготовлення найбільш доцільне використання високопродуктивних методів формування - плетіння або пултрузії. У першому випадку забезпечується створення необхідної структури матеріалу, що відповідає діючим навантаженням. Використання пултрузійного процесу дає можливість організувати високопродуктивний безперервний процес, що гарантує високу якість і стабільність геометричних розмірів виробів. Об'єднання обох методів у єдиний технологічний процес дозволило б сполучити позитивні моменти кожного зі способів формування: створити необхідну просторову схему армування з наступним безперервним формуванням довгомірного виробу. Однак сьогодні відсутні теоретичні й експериментальні дослідження, що дозволяють реалізувати сполучений процес. Не вивчені властивості матеріалів, одержуваних даним методом, невідомі обмеження на структурно-геометричні, кінематичні й технологічні параметри формування.

Мета роботи - розробка технологічного процесу виготовлення стрижневих елементів конструкції літальних апаратів на основі плетільно-пултрузійного методу формування.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що у дисертаційній роботі:

1. Розроблено методику вибору кінематичних параметрів плетіння для одержання структур матеріалів із максимальною поверхневою щільністю.

2. Аналітично визначені технологічні параметри безперервного процесу: опір зусиллю протягання на різних етапах формування; співвідношення кінематичних параметрів; співвідношення геометричних розмірів армуючих наповнювачів; розміри ложементів і т.д.

3. Установлено взаємозв'язки кінематичних, температурних, силових параметрів процесу зі структурно-геометричними характеристиками матеріалу.

4. Отримано експериментальні дані про властивості матеріалів, що виготовляються запропонованим методом, і ряду стрижневих виробів на їхній основі.Завдання

Реалізація поставленої мети передбачає вирішення наступних завдань дослідження:

1. Дослідити кінематичні параметри процесу плетіння при формуванні композитного матеріалу, що забезпечують досягнення необхідних структурно-геометричних характеристик виробів.

2. Вибрати раціональні режими пултрузійного процесу й визначити їхній вплив на фізико-механічні властивості одержуваних матеріалів.

3. Вивчити силові параметри плетільно-пултрузійного процесу і визначити діапазон їхньої зміни, що забезпечує одержання заданої структури матеріалу.

4. Дослідити властивості матеріалів, одержуваних плетільно-пултрузійним методом при різних умовах навантаження, і типових стрижневих конструкцій на їхній основі.

5. Розробити методику вибору раціональних технологічних режимів формування з урахуванням структури матеріалу й можливостей реалізації технологічного процесу.

6. Розробити технологічне устаткування й технологічний процес виготовлення стрижневих виробів.

Практичне значення одержаних результатів.

Розроблена методика вибору раціональних параметрів технологічного процесу дозволяє визначити режими формування стрижневих елементів конструкцій з урахуванням структури й властивостей використовуваних матеріалів. На основі проведених досліджень розроблене технологічне устаткування для виробництва стрижневих елементів конструкцій літальних апаратів.

Реалізація науково-практичних результатів роботи.

Розроблена методика вибору режимів технологічного процесу може бути використана на підприємствах і організаціях, що займаються питаннями виготовлення виробів із композиційних матеріалів в умовах серійного виробництва.

Запропоновані конструкторсько-технологічні рішення можуть бути використані для створення устаткування й технології виробництва широкої номенклатури виробів: профілі різної форми й розмірів перетину, несучі стійки, стрижні, елементи ферменних конструкцій на основі полімерних композитних матеріалів.

Апробація результатів дисертації.

Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на міжнародній конференції “Композиційні матеріали в промисловості «СЛАВПОЛІКОМ-98»” с. Славське Львівської обл.; міжнародній конференції «Шаруваті композиційні матеріали – 98», м. Волгоград; Всеросійській науково-технічній конференції «Нові матеріали і технології НМТ-98», м. Москва; ХV науково-технічній конференції «Конструкція і технологія виготовлення виробів із неметалічних матеріалів», м. Обнінськ, 1998 р.; на міжнародній конференції “Композиційні матеріали в промисловості «СЛАВПОЛІКОМ-2000»” м. Ялта, 2000 р., а також на науково-технічних конференціях Східноукраїнського державного університету.

Особистий внесок здобувача в розробку наукових результатів дисертації, полягае в тому, що дисертантом особисто розроблені: математична модель кінематики плетільного механізму, математична модель термосилового процесу формування матеріалу плетільно-пултрузійним методом. Поставлені й вирішені завдання оцінки напружено-деформованого стану композитного матеріалу з урахуванням структури й умов навантаження. Особисто проведені всі розрахунки, експериментальні дослідження, аналіз отриманих результатів, зроблені висновки. За участю автора розроблені конструкторсько-технологічні рішення устаткування й технологія одержання стрижнів різного типорозміру.

Публікації.

За результатами виконаних досліджень опубліковано 9 друкованих праць.

Структура й обсяг роботи.

Дисертаційна робота викладена на 184 сторінках машинописного тексту, проілюстрована 7 таблицями, 84 малюнками і складається із вступу, п'яти розділів, основних висновків і рекомендацій, списку використаних джерел, що містить 183 найменування.

Зміст роботи

Перший розділ роботи присвячений аналізу літературних джерел з питання створення виробів із композиційних матеріалів безперервними методами.

Основною вимогою до використовуваних матеріалів є забезпечення в їхньому складі схеми армування, що відповідає умовам навантаження. У цьому плані найбільш прийнятними технологічними процесами є плетіння і пултрузія. У першому випадку, за рахунок зміни кількості носіїв і кількості ниток, що плетуть, удається реалізувати в структурі різні кути укладання армуючого наповнювача й товщину плетених шарів. При цьому виявляється можливим організувати високопродуктивний і автоматизований процес безперервного формування виробу. Однак дотепер такий процес реалізований тільки для дискретних елементів, що пов'язано з необхідністю формування одержуваної структури на оправленнях обмеженої довжини. Також до недоліків цього методу варто віднести слабкі міжшарову і трансверсальну міцності шарів у виробі. Крім того, плетіння припускає створення тільки напівфабрикату виробу, остаточне виготовлення якого повинно проводитися в окремому тепловому агрегаті.

На відміну від цього, пултрузійний процес дозволяє здійснити безперервний процес формування виробу за рахунок термообробки матеріалу до необхідного стану у формуючих фільєрах. Однак при цьому на структурно-геометричні параметри матеріалу, що формується, накладається ряд серйозних обмежень, зв'язаних з умовами проходження виробу у фільєрі й силовими характеристиками протягання. Очевидно, що об'єднання обох зазначених процесів може дозволити реалізувати позитивні моменти кожного з них і одержати складноармовані структури матеріалів при безперервному методі виготовлення. Однак дотепер такі роботи не проводилися, а відомі спроби введення в процесі пултрузії односпрямованих виробів підмотувань спіральної арматури або включення в структуру матів не вирішують проблем, пов'язаних із оптимізацією структури, властивостей одержуваних матеріалів і технологічних режимів їх формування.

Таким чином, аналіз літературних джерел показує, що для високопродуктивного автоматизованого безперервного виготовлення стрижневих виробів із полімерних композитних матеріалів найбільш доцільне створення комплексного плетільно-пултрузійного технологічного процесу. При цьому сьогодні відсутні дослідження з вибору раціональних режимів такого процесу і взаємозв'язку властивостей одержуваних матеріалів з параметрами технологічного процесу.

На основі аналізу наявних теоретичних і експериментальних досліджень, присвячених питанням створення виробів із композитних матеріалів, наприкінці розділу сформульовані мета й завдання дисертаційної роботи.

У другому розділі дисертації наведені результати дослідження процесу плетіння шарів у матеріалі.

Однією з основних вимог до структури матеріалу є досягнення в плетеному шарі максимальної поверхневої щільності. При цьому вона може бути досягнута при певному взаємозв'язку між кінематичними параметрами процесу: кутової швидкості обертання веретен і осьовою подачею виробу. У роботі аналізується форма джгутів у шарі, виходячи з дослідження умов укладання арматури для щільного покриття поверхні. Зокрема для 2D шару отримане вираження для необхідного кута армування, при якому можливе одержання плетеного шару постійної поверхневої щільності:

, (1)

де N - число веретен плетільної машини;

t - ширина стрічки арматури, що плете;

D - діаметр циліндричної поверхні.

Взаємозв'язок кінематичних параметрів у цьому випадку має вигляд:

(2)

Тут: - частота обертання веретен навколо центру плетива;

VПР - швидкість протягання виробу.

На мал.1 показана залежність граничного значення ширини стрічки обплітальної арматури від кута армування і діаметру виробу.

Мал. 1 Мал. 2

У процесі плетіння утворюється вільна поверхня джгутів, форма якої може бути представлена однопорожнинним гіперболоїдом обертання. У роботі визначені параметри цієї поверхні в залежності від умов процесу плетіння, що дозволяє робити проектування пристроїв формування виробу в плетільно-пултрузійному технологічному процесі.

Істотною особливістю утворення плетеного шару є вплив геометричних параметрів (кількість джгутів, кут плетіння, діаметр виробу) на форму перетину джгутів у шарі і ступінь наповнення. У роботі отримані вираження для ступеня наповнення шару, визначені граничні значення її для шарів із максимальною поверхневою щільністю. Для 2D структури обчислити ступінь наповнення можна в такий спосіб:

(3)

де - ступінь наповнення вихідного джгута; r – радіус оправлення;

Проведені експериментальні дослідження ступеня наповнення плетеного шару 3D структури при різних співвідношеннях подовжніх і обплітальних шарів показали досить гарний збіг із теоретичними результатами, що дозволило рекомендувати запропоновану методику для оцінки структурних параметрів матеріалу.

На мал.2 показана зміна ступеня наповнення плетеного шару 2D у залежності від кута армування, при цьому вибір ширини стрічки обплітальної арматури в кожному випадку визначався відповідно до залежностей, наведених на графіках мал.1.

Третій розділ роботи присвячений вибору раціональних параметрів технологічного процесу пултрузійного формування складноармованих стрижнів. На основі аналізу літературних джерел, присвячених дослідженню пултрузійних процесів, визначені можливі діапазони зміни температурних і часових параметрів формування, сформульовані основні вимоги до використовуваних компонентів: забезпечення змочувальної здатності полімерним сполучним наповнювача, життєздатність сполучного, можливість полімеризації в короткі проміжки часу і т.д.

З метою вишукування можливостей підвищення продуктивності процесу були наведені дослідження температурних полів у робочому каналі фільєри і можливості керування ними за рахунок зміни положення нагрівальних елементів по довжині фільєри.

Наведені в цьому розділі результати експериментальних досліджень дозволили вибрати необхідне значення температури нагрівальних елементів, місце їхнього розташування по довжині формуючої фільєри і рекомендувати раціональні значення швидкості протягання.

Вибір необхідних параметрів процесу проводився на підставі експериментальних досліджень ступеня отвердіння сполучного в залежності від швидкості протягання виробу і температури фільєри.

На Мал. 3 показані зміна ступеня отвердіння склопластикового стрижня в залежності від швидкості протягання при різних температурах формуючої фільєри (1-Т=2500, 2-Т=2200, 3-Т=1600).

Аналіз даних показав, що оптимальною з погляду досягнення найбільшого ступеня отвердіння є швидкість протягання 0,4 м/хв при температурі формуючої фільєри Т=200-220С0 і місці розташування нагрівальних елементів, зміщеному до заходної частини фільєри.

Четвертий розділ присвячений дослідженню залежності зусилля опору руху формованого матеріалу від основних технологічних параметрів процесу. Аналіз силових факторів показує, що повне зусилля визначається сукупністю зусиль на окремих ділянках технологічної лінії. При цьому, крім сил тертя, руху матеріалу перешкоджають сили зчеплення напівфабрикату - матеріалу з оправленням.

Аналіз зусиль, що діють при плетінні, показав, що зусилля опору на цій ділянці технологічної лінії визначається складовою зусилля натягу обплітальної арматури й силами тертя, викликаними появою тиску сполучного в структурі матеріалу. Зазначені параметри можуть бути визначені в такий спосіб:

Осьова складова

. (4)

Тиск обпресування виробу

. (5)

Тут n - кількість носіїв обплітальної арматури; tпл - крок плетіння.

Із розгляду балансу переміщуваних обсягів сполучного визначається час фільтрації сполучного в структурі матеріалу і, отже, довжина, на якій діє тиск обпресування.

Зусилля опору руху може бути обчислене в такий спосіб:

, (6)

де р0 - коефіцієнт прилипання; А - фактична площа контакту поверхонь; fтр - коефіцієнт тертя; L/ - довжина напівфабрикату, протягом якої діє тиск Т0.

Отже, зусилля опору протяганню на цій ділянці визначається в такий спосіб:

(7)

Коефіцієнт прилипання р0 визначається зрушувальними напругами, що виникають при відносному зсуві контактуючих поверхонь. Визначення коефіцієнта р0 проводилося експериментально, на спеціальній установці, що дозволяє визначити зусилля опору з урахуванням довжини вимірювальної фільєри і ступеня наповнення контрольного зразка матеріалу. Залежність коефіцієнта прилипання від швидкості руху препрега при різних температурах вимірювальної фільєри представлена на мал. 4 (1. – t0 = 200С, t0 = 400С, t0 = 600С).

Мал 4

Форма заходної частини фільєри також впливає на величину опору руху. З розгляду умов руху сполучного при заході у фільєру (мал. 5) складений баланс переміщуваних обсягів сполучного:

; (8)

де - потік сполучного через перетин, що знаходиться на відстані від початку обраної системи координат заходної частини фільєри з формуючим каналом; - потік через перетин, що знаходиться на відстані ; - час руху виробу; - величина обсягу сполучного, що отфільтровується при пересуванні виробу.

Мал. 5

При прийнятому законі зміни форми каналу визначалися поточні значення ступеня наповнення і тиску сполучного Т(x), далі методом ітерацій у кожній точці знаходилися величини тисків і проекції зусиль на вісь виробу. З огляду на зазначене, повне зусилля опору на цій ділянці визначається в такий спосіб:

. (9)

Тут кут визначається в кожній точці фільєри при прийнятому законі зміни її форми в точці з координатою ;

координата визначає перетин, що відповідає моменту контакту зовнішньої поверхні виробу з поверхнею фільєри.

Для визначення зусилля опору руху у формуючому каналі фільєри розглянуте завдання навантаження циліндричної оболонки внутрішнім тиском q, величина якого обирається таким чином, щоб компенсувати об'ємну усадку сполучних при термообробці і зміну геометричних розмірів за рахунок термічного розширення матеріалу.

Зусилля опору протягання визначається в такий спосіб:

(10)

тут - коефіцієнт, що враховує довжину фільєри, на якій реалізується сухе тертя; - довжина фільєри без урахування заходної частини, - коефіцієнт тертя.

Визначивши складові повного зусилля опору руху і маючи на увазі, що на іншій частині внутрішнього оправлення реалізується грузлий плин сполучного, обумовлений коефіцієнтом прилипання, знаходиться повне зусилля протягання.

Теоретичні дослідження зіставлялися з експериментальними даними, отриманими за допомогою спеціального тензометричного вимірювального пристосування. Як випливає з наведених даних (табл.1), отримані теоретичні залежності досить адекватно описують експериментальні результати.

Таблиця 1

Залежність зусилля протягання від швидкості руху виробу

Швидкість протягання , м/хв | Зусилля протягання , Н

Теоретичне

значення | Експериментальне

значення

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6 | 5110

4560

4250

3820

3740 | 5220

5050

4050

3610

3570

У п'ятому розділі роботи наводяться результати теоретико-експериментального дослідження фізико-механічних характеристик композитів у залежності від їх структурно–геометричних характеристик і параметрів технологічного процесу, обговорюється загальна методологія вибору раціональних технологічних параметрів формування стрижнів.

Дослідження властивостей композитів при міжшаровому зрушенні дозволили встановити залежність характеристик матеріалу від основних технологічних параметрів формування: швидкості протягання й температури термообробки і, тим самим, визначити їхні раціональні значення. Отримані результати були підтверджені мікроструктурними дослідженнями структури матеріалу. Оскільки галузь застосування отриманих розробленим методом виробів припускає дію стискаючих, розтягуючих навантажень, проведені дослідження залежності властивостей матеріалів і виробів від виду структури матеріалу і технологічних параметрів при цих видах навантаження. Для суцільних стрижнів, навантажених стискаючою силою, показана ефективність застосування підкріплювальних шарів, установлені їхні раціональні параметри, оцінені можливості безперервного протягання на плетільно-пултрузійній установці.

Оцінка несучої здатності довгих трубчастих стрижнів проводилася теоретично й експериментально при вивченні впливу структурно-технологічних параметрів виробів на розмір критичного навантаження в момент утрати стійкості. Було встановлено, що для структурних характеристик матеріалу трубчастих стрижнів галузь раціональних значень досить обмежена. Так, оптимальний ступінь наповнення складає 0,5...0,55, співвідношення розмірів подовжнього і поперечного шарів і кут армування плетеного шару можуть бути обрані з урахуванням можливості протягання виробу. Залежність критичного навантаження при стиску від швидкості протягання показана на мал.6 (1.- після остаточної термообробки; 2.- після попередньої післяфільєрної термообробки; 3.-після виходу з фільєри), а на мал.7 – від ступеня наповнення матеріалу стрижня.

Мал. 6 Мал .7

Оцінка несучої здатності стрижнів проводилася з використанням структурної теорії міцності, що враховує поетапне руйнування в процесі навантаження. Отримані дані дозволили рекомендувати запропоновану методику розрахунку для оцінки несучої здатності стрижневих елементів конструкцій ЛА.

Особлива увага приділена питанню вибору структури й властивостей матеріалу з урахуванням умов протягання виробів. Оскільки захват виробу в механізмі, що протягає, проводиться за рахунок бічного обтиснення в спеціальних ложементах, розглянута задача навантаження циліндричної оболонки поперечним вертикальним навантаженням q=q0*cos(). З урахуванням анізотропії властивостей матеріалу отримані вираження для напруг і деформацій.

З використанням структурної теорії міцності розраховані величини зусиль, відповідні втраті суцільності і втраті міцності. Проведені теоретичні й експериментальні дослідження дозволили встановити взаємозв'язок зусилля притиснення із зусиллям протягання й розробити рекомендації з вибору розмірів і конструкції ложементів захватного механізму протяжного пристрою.

У висновку розділу наводиться загальна методологія вибору основних технологічних режимів формування стрижнів плетільно-пултрузійним методом, що враховує обмеження на структурно-геометричні параметри матеріалу, кінематичні характеристики устаткування, оптимальність термообробки на різних етапах процесу й силові параметри формування.

На основі проведених досліджень розроблений технологічний комплекс для виробництва стрижневих елементів конструкцій літальних апаратів з максимальним умовним діаметром до 50 мм і продуктивністю до 0,5 м/хв.

Основні висновки і рекомендації

У дисертації наведені результати теоретичних і експериментальних досліджень, направлених на вирішення проблеми створення високопродуктивних безперервних методів формування стрижневих елементів конструкцій літальних апаратів за рахунок застосування запропонованого автором плетільно-пултрузійного процесу, що поєднує етапи створення просторової схеми армування матеріалу і його термообробку в єдиний технологічний процес. Установлено, що при відповідному виборі технологічних параметрів можливо забезпечити необхідні структурно-геометричні й фізико-механічні характеристики виробів в умовах серійного виробництва. На основі проведених досліджень сформульовані наступні висновки і рекомендації:

1. На основі аналізу існуючих методів безперервного формування композитних матеріалів запропонований технологічний процес, який поєднує плетіння й пултрузію, що дозволяє одержувати матеріали зі складноармованою структурою й високими експлуатаційними характеристиками.

2. На підставі аналізу кінематики процесу плетіння встановлені аналітичні залежності параметрів процесу від основних структурно-геометричних характеристик матеріалу, що дозволяють одержувати необхідну структуру матеріалу з максимальною поверхневою щільністю обплітальних шарів.

3. Дослідження впливу режимів пултрузійного процесу на фізико-механічні характеристики матеріалів дозволило визначити раціональні параметри процесу, що забезпечують досягнення у виробі необхідного ступеня отвердіння сполучного і характеристик матеріалу при проведенні безперервного плетільно-пултрузійного процесу формування.

4. Аналітично визначені силові параметри плетільно-пултрузійного процесу і діапазон їхньої зміни, що забезпечують одержання заданої структури і фізико-механічних характеристик матеріалів.

5. Запропоновані конструктивно-технологічні рішення окремих елементів технологічного устаткування, що дозволили реалізувати плетільно-пултрузійний процес для виготовлення стрижневих виробів різної номенклатури.

6. З урахуванням структури, властивостей матеріалів і можливостей реалізації технологічного процесу безперервного формування запропонована методика вибору раціональних режимів плетільно-пултрузійного процесу, що дозволяє одержувати стрижневі вироби з високими експлуатаційними характеристиками.

7. Проведені експериментальні дослідження фізико-механічних характеристик і мікроструктур матеріалів показали, що запропонований технологічний процес їх формування забезпечує досягнення необхідних характеристик матеріалів і високу якість одержуваних виробів.

Список опублікованих праць автора за темою дисертацїї

1. Пилипенко В.Н. Анализ возможности применения многокомпонетных гибридных композитов в стержневых конструкциях элементов летательных аппаратов // Обработка материалов: Тематический сборник научных трудов – Луганск: Изд-во ВУГУ, 1999. - С. 62-66.

2. Пилипенко В.Н. Определение усилия сопротивления на участках скольжения полуфабриката при плетельно пултрузионном формовании // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні: Збірник наукових праць Східноукраїнського державного університету. – Луганськ: Вид-во СУДУ, 2000. - С. 229-233.

3. Пилипенко В.Н. Основные проблемы использования термопластичных матриц для армированных материалов // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні: Збірник наукових праць Східноукраїнського державного університету. – Луганськ: Вид-во СУДУ, 1998. - С. 168-174.

4. Пилипенко В.Н. Технология формования профильных элементов плетельно пултрузионным методом // Композиционные материалы в промышленности: Труды Междунар. конф. (СЛАВПОЛИКОМ – 2000). – К.: Алкон, 2000. – С.94–95.

5. Пилипенко В.Н., Фрегер Д.Г. Анализ термосиловых параметров плетельно-пултрузионного формования слоистых композитов // Слоистые композиционные материалы – 98: Сборник трудов международной конференции – Волгоград, 1998. - С. 84-86.

6. Фрегер Г.Е., Пилипенко В.Н. Выбор структуры и свойств материала с учетом условий пултрузионного формования // Вестник ЗГУ. – Запорожье, 2000. - С. 152-156.

7. Фрегер Г.Е., Пилипенко В.Н., Фрегер Д.Г., Исследование внутренних напряжений в композитах с пространственно армированной структурой // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні: Збірник наукових праць Східноукраїнського державного університету. – Луганськ: Вид-во СУДУ, 1998. – С. 162-167.

8. Фрегер Г.Е., Пилипенко В.Н., Фрегер Д.Г. Разработка плетельно-пултрузионного процесса изготовления сложноармированных конструкций // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции “Новые материалы и технологии НМТ-98”. - Москва, 1998. - С. 219-220.

9. Фрегер Г.Е., Фрегер Д.Г., Пилипенко В.Н. Исследование процессов разрушения композитов с гибридным пространственно армированным наполнителем // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні: Збірник наукових праць Східноукраїнського державного університету. Луганськ: Вид-во СУДУ, 1998. – С. 158-162.

АНОТАЦІЯ

Пилипенко В.М. Технологія безперервного формування композитних профільних елементів конструкцій літальних апаратів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів. Державний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського "ХАІ" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2000 р.

Дисертація присвячена розробці технологічного процесу одержання стрижневих елементів конструкцій літальних апаратів плетільно-пултрузійним методом. Розроблено методику вибору основних параметрів процесу: опору зусиллю протягання на різних етапах формування; температурно-часового режиму; співвідношення кінематичних параметрів; співвідношення геометричних розмірів армуючих наповнювачів; конструктивних розмірів механізму, що тягне. Отримано експериментальні дані про властивості матеріалів і стрижневих виробів на їхній основі. Розроблено технологічне устаткування.

Ключові слова: плетіння, пултрузія, формування, композитні матеріали, наповнювач, просторове армування, підкріплювальні елементи, поверхнева щільність.

АННОТАЦИЯ

Пилипенко В.Н. Технология непрерывного формования композитных профильных элементов конструкций летательных аппаратов. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.07.04 -технология производства летательных аппаратов. Государственный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского "ХАИ " Министерства образования и науки Украины, Харьков, 2000 г.

Диссертация посвящена разработке технологии получения стержневых элементов конструкций летательных аппаратов плетельно пултрузионным методом.

Разработаны методики выбора кинематических параметров плетения для получения структуры материала стержней с максимальной поверхностной плотностью и выбора рациональных температурно-временных режимов пултрузионного процесса с учётом их влияния на физико-механические свойства получаемых материалов.

Установлена взаимосвязь кинематических, температурных, силовых параметров процесса со структурно-геометрическими характеристиками материала, что позволило определить технологические параметры процесса: сопротивления усилию протягивания на различных этапах формования; температурно-временного режима, соотношения кинематических параметров; соотношения геометрических размеров армирующих наполнителей; конструктивные размеры тянущего механизма.

Получены экспериментальные данные о свойствах изготавливаемых предложенным методом материалах и стержневых изделий на их основе.

Разработано технологическое оборудование для производства стержневых элементов конструкций летательных аппаратов различных типоразмеров.

Ключевые слова: плетение, пултрузия, формование, композитные материалы, наполнитель, пространственное армирование, подкрепляющие элементы, поверхностная плотность.

SUMMARY

Pilipenko V.N. Technology of constant forming of composite prophile elements of constructions of flying apparatus.

Dissertation on gaining scientific degrees of candidate of technical sciences according to speciality 05.07.04.- technology of producing of flying apparatus. State Airspace University named after N.Ye.Zhukovsky “KhAI” of Ministry of Education and Science of Ukraine ,Kharkov,2000.

Scientific work is devoted to working out the technological process of getting stick elements of constructions of flying apparatus by knitting pultrusive method.It has been worked out methodics of choosingthe main parameters of the process:restrain to increase of getting into at different stages of forming; comparing of geometrical sizes of arming fillers; constructive sizes of pulling mechanism.There were got experemental data about qualities of materials and stick products on their base.It has been worked out technological equipment.

Key words : knitting , pultrusion, filler, space arming, steaking elements, cover steadness.

Подписано в печать 21.08.2000.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times.

Печать офсетная. Усл.печ.л.1,0.

Тираж 100 экз. Издат.№ 510. Заказ № 597.

Издательство

Восточноукраинского государственного университета

91034, г. Луганск, кв. Молодежный, 20а.

Адрес редакции: 91034, г. Луганск, кв. Молодежный, 20а.

Телефон 8 (0642) 46-13-64

E-mail: root@vugu.lumsi.lugansk.ua