From 97afd5d4fef60c959a7a373b9e34de9e5c694f1a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Denis V. Dedkov" Date: Mon, 27 Aug 2012 23:04:05 +0600 Subject: [PATCH] Subsections 1.1.1 and 1.1.2 --- .gitignore | 1 + bibliography.bib | 12 +++++++ c1.tex | 90 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ common.tex | 6 ++++ disser.kilepr | 30 ++++++++-------- 5 files changed, 124 insertions(+), 15 deletions(-) diff --git a/.gitignore b/.gitignore index f9dfc24..06097d9 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -8,3 +8,4 @@ *.out *.pdf *.toc +*.zip diff --git a/bibliography.bib b/bibliography.bib index b82d175..69d7e9e 100644 --- a/bibliography.bib +++ b/bibliography.bib @@ -39,6 +39,18 @@ Language = {russian} } +@BOOK{bib:sokolkin, + Author = {Соколкин~Ю.~В. and Вотинов~А.~М. and Ташкинов~А.~А. and +Постных~А.~М. and Чекалкин~А.~А.}, + Title = {Технология и проектирование углерод-углеродных композитов и +конструкций}, + Publisher = {Наука. Физматлит.}, + Address = {М.}, + Year = {1996}, + Pages = {240}, + Language = {russian} +} + @ARTICLE{bib:dedkov1, Author = {Дедков~Д.~В. and Зайцев~А.~В. and Ташкинов~А.~А. }, Title = {Концентрация напряжений в слое тканого композита с закрытыми внутренними технологическими порами}, diff --git a/c1.tex b/c1.tex index 9d139ea..a4ecfb6 100644 --- a/c1.tex +++ b/c1.tex @@ -4,6 +4,96 @@ \section{Технологические операции изготовления конструкций из тканых УУКМ, приводящие к появлению локальных концентраторов напряжений} +\subsection{Описание технологического процесса изготовления +углеродных волокон} + +Углеродные волокна обладают уникальными механическими и физическими свойствами +по раду показателей: высокая теплостойкость, низкие коэффициенты трения и +температурного расширения, высокая стойкость к атмосферным воздействиям и +химическим реагентам. Исходными материалами для получения углеродных волокон +являются химические волокна и углеродные пеки. + +Технологический процесс получения углеродных волокон включает в себя стадии +текстильной подготовки материала, окисления, карбонизации и графитизации. + +Во время текстильной подготовки из целлюлозного материала удаляется влага, +неорганические примеси и органические вещества, включая замасливающие +препараты, путем обработки их растворителями или поверхностно-активными +веществами. После чего материал проходит сушку при температуре не ниже +$100^\circ\mathrm{C}$ в течении $15$ часов. + +Окисление проводится при температуре не выше $350\dots400^\circ\mathrm{C}$. На +этой стадии протекают основные химические реакции, наблюдаются наибольшие +потери массы материала. + +Карбонизация проводится при температурах, достигающих +$900\dots1500^\circ\mathrm{C}$. На этой стадии продолжаются химические процессы, +в результате которых остаток обогащается углеродом. При этом, во время +карбонизации изменяется комплекс физико-механических характеристик волокна, что +особо важно для практических целей. Процесс карбонизации проводят в защитных +средах нейтральных газов азота или аргона, которые предотвращают воздействие на +целлюлозу кислорода из воздуха. + +При графитизации углеродные влокна подвергаются высокотемпературной обработке. +Начальная температура графитизации определяется конечной температурой +карбонизации, а конечная находится в пределах $2600\dots2800^\circ\mathrm{C}$. +В процессе графитизации происходит насыщение волокон углеродом до содержания не +менее $99\%$. Графитизацию проводят в среде аргона очень короткое время +(несколько минут). + +Наряду с гидратцеллюлозным волокном в качестве сырья для получения углеродных +материалов используют ПАН-волокно. Из него изготавливают высокопрочные, +высокомодульные углеродные волокна. Одним из преимуществ ПАН-волокна является +высокое содержание углерода --- около $40\%$ от массы полимера. Стадии процесса +получения углеродных волокнистых материалов из ПАН-волокна и вискозного сырья +аналогичны. + +Наиболее дешевыми и доступными исходными материалами для производства +углеродных волокон являются нефтяные и каменноугольные пеки. Процесс получения +волокон из пеков включает в себя следующие стадии: приготовление пека, +формование волокна, карбонизацию и графитизацию. + +Углеродные волокна, применяемые для армирования конструкционных материалов +условно могут быть разделены на две группы: высокомодульные ($E_1^+ = 300\dots +700$~ГПа, $\sigma_1^- = 2\dots 2.5$~ГПа) и высокопрочные ($E_1^- = 200\dots +250$~ГПа, $\sigma_1^+ = 2.5\dots 3.2$~ГПа) \cite{bib:bulanov}. + +\subsection{Изготовление тканей} + +Тканые материалы на основе углеродных волокон можно классифицировать по типу +переплетения волокон. Выделяют следующие типы переплетений: полотняное, +ситцевое, сатиновое, саржевое, трикотажное. Необходимую для определенной цели +анизотропию механических характеристик тканых композитов достигают за счет +варьирования соотношения волокон в основе и утке ткани. + +Ткань изготавливают на ткацком станке переплетением двух +взаимно-перпендикулярных систем нитнй пряжи --- основных и уточных. Основные +нити располагаются по длине куска ткани, а уточные --- по его ширине, от кромки +к кромке. + +Можно выделить следуюшие основные технические характеристики ткани: + +\begin{itemize} + \item волокнистый состав; + \item вид переплетения; + \item способ отделки; + \item ширина; + \item толщина; + \item масса квадратного метра; + \item число нитей основы и утка на единицу длины (плотность ткани); + \item разрывная нагрузка и растяжимость (удлинение) при разрыве. +\end{itemize} + +\begin{figure} + \label{fig:polotn} + \includegraphics[width=6cm]{polotn} + \caption{Схема полотняного переплетения} + \includegraphics[width=6cm]{sarzh} + \caption{Схема саржевого переплетения} + \includegraphics[width=6cm]{satin} + \caption{Схема сатинового переплетения} +\end{figure} + \section{Экспериментальные закономерности влияния локальных концентраторов напряжений на деформационные и прочностные свойства тканых УУКМ} diff --git a/common.tex b/common.tex index 768968a..65f6a9b 100644 --- a/common.tex +++ b/common.tex @@ -34,6 +34,12 @@ аппаратов. Кроме этого, композиты применяются в тяжелом и транспортном машиностроении, энергетике, химической и нефтяной промышленности, строительстве. +Из композитов на основе углеродных волокон изготавливают несущие панели крыла, +оперения и фюзеляжа самолетов, обшивки трехслойных панелей крупногабаритных +антенн, зеркал, работающих в космосе, лопатки турбин, сопловые блоки, носовые +обтекатели, вкладыши критического сечения ракетных двигателей и многие другие +изделия, эксплуатируемые в условиях интенсивного теплового воздействия. + При изготовлении конструкций из КМ совершенство технологии определяется выбором оптимальных параметров технологического процесса, техническим уровнем используемого оборудования и остнастки, наличием надежных методов diff --git a/disser.kilepr b/disser.kilepr index cad2fe9..e0b403f 100644 --- a/disser.kilepr +++ b/disser.kilepr @@ -4,7 +4,7 @@ img_extIsRegExp=false img_extensions=.eps .jpg .jpeg .png .pdf .ps .fig .gif kileprversion=2 kileversion=2.1.0 -lastDocument=c3.tex +lastDocument=c2.tex masterDocument= name=disser pkg_extIsRegExp=false @@ -101,37 +101,37 @@ archive=true column=0 encoding=UTF-8 highlight=LaTeX -line=53 +line=6 mode=LaTeX open=true order=4 [item:c2.tex] archive=true -column=0 +column=12 encoding=UTF-8 highlight=LaTeX -line=122 +line=73 mode=LaTeX open=true order=5 [item:c3.tex] archive=true -column=54 +column=43 encoding=UTF-8 highlight=LaTeX -line=185 +line=4 mode=LaTeX open=true order=6 [item:common.tex] archive=true -column=47 +column=63 encoding=UTF-8 highlight=LaTeX -line=17 +line=20 mode=LaTeX open=true order=1 @@ -174,25 +174,25 @@ ViMarks= [view-settings,view=0,item:c1.tex] CursorColumn=0 -CursorLine=53 +CursorLine=6 JumpList= ViMarks= [view-settings,view=0,item:c2.tex] -CursorColumn=0 -CursorLine=122 +CursorColumn=12 +CursorLine=73 JumpList= ViMarks= [view-settings,view=0,item:c3.tex] -CursorColumn=54 -CursorLine=185 +CursorColumn=43 +CursorLine=4 JumpList= ViMarks= [view-settings,view=0,item:common.tex] -CursorColumn=47 -CursorLine=17 +CursorColumn=63 +CursorLine=20 JumpList= ViMarks=