From a00b679ecf978c55debc835f803e212e499a047a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Denis V. Dedkov" Date: Sat, 15 Mar 2014 13:12:25 +0600 Subject: [PATCH] Chapter 1 was fixed --- c1.tex | 108 +++++++++++---------------------------- common.tex | 1 + stress_concentartors.tex | 6 +-- 3 files changed, 34 insertions(+), 81 deletions(-) diff --git a/c1.tex b/c1.tex index f3ec7c9..86bc2f0 100644 --- a/c1.tex +++ b/c1.tex @@ -1,5 +1,5 @@ -\chapter{Зависимость деформационных и прочностных свойств тканых композитов с -поликристаллической матрицей от наличия локальных концентраторов напряжений} +\chapter{Разработка математической модели тканого композита с искривленными +волокнами} В главе\infirsttext @@ -7,65 +7,6 @@ композиционных материалов, приводящие к появлению локальных концентраторов напряжений} -\subsection{Описание технологического процесса изготовления волокон} - -Волокна, используемые в тканых композитах с поликристаллической матрицей -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 таких волокон являются химические волокна и -углеродные пеки. - -Технологический процесс получения 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 волокна 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 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. - -Волокна, применяемые для армирования конструкционных материалов условно могут -быть разделены на две группы: - -\begin{itemize} - \item высокомодульные --- $E_1^+ = 300\dots700$~ГПа, $\sigma_1^- = 2\dots -2.5$~ГПа; - \item высокопрочные --- $E_1^- = 200\dots 250$~ГПа, $\sigma_1^+ = 2.5\dots -3.2$~ГПа \cite{bib:bulanov, bib:sokolkin}. -\end{itemize} - \subsection{Изготовление тканей} Тканые материалы можно классифицировать по типу переплетения волокон. Выделяют @@ -79,12 +20,12 @@ $900\dots1500^\circ\mathrm{C}$. На этой стадии продолжают нити располагаются по длине куска ткани, а уточные --- по его ширине, от кромки к кромке. -Можно выделить следующие основные технические характеристики ткани: +Можно выделить следующие основные технические характеристики ткани +\cite{bib:bulanov}: \begin{itemize} \item волокнистый состав; - \item вид переплетения; - \item способ отделки; + \item тип переплетения; \item ширина; \item толщина; \item масса квадратного метра; @@ -92,6 +33,10 @@ $900\dots1500^\circ\mathrm{C}$. На этой стадии продолжают \item разрывная нагрузка и растяжимость (удлинение) при разрыве. \end{itemize} +В зависимости от материала, используемого для изготовления волокон, ткани +подразделяют на стеклоткани, органоткани, углеткани, ткани с металлическими +волокнами, а также комбинированные ткани. + В промышленности используют ткани, имеющие различные типы переплетения. Наиболее простым и широко применяемым является полотняное переплетение (рис.~\ref{fig:c1:schemas},~a), где каждая нить основы и утка проходит @@ -109,14 +54,21 @@ $900\dots1500^\circ\mathrm{C}$. На этой стадии продолжают (рис.~\ref{fig:c1:schemas},~в) нити основы и утка проходят поочередно сверху и снизу двух и четырех пересекающих их нитей. -Ткани подразделяют по ширине: $40\dots75$~см. --- узкие, $75\dots100$~см. --- -средней ширины, $100\dots150$~см. --- широкие, $150\dots200$~см. --- очень -широкие. Ткани с шириной менее $7.5$~см. называют ткаными лентами. +По ширине ткани подразделяют на узкие~--- $40\dots75$~см., средней ширины~--- +$75\dots100$~см., широкие~--- $100\dots150$~см. и очень широкие~--- +$150\dots200$~см. Ткани с шириной менее $7.5$~см. называют ткаными лентами. -По массе квадратного метра ткани подразделяют следующим образом: до $100~ -\text{г}/\text{м}^2$ --- легкие, массой от $100$ до $500 \text{г}/\text{м}^2$ ---- со средней массой, ткани с массой свыше $500~\text{г}/\text{м}^2$ --- -тяжелые. +По массе квадратного метра ткани подразделяют на легкие~--- до $100~ +\text{г}/\text{м}^2$, со средней массой~--- от $100$ до $500 +\text{г}/\text{м}^2$ и тяжелые~---ткани с массой свыше +$500~\text{г}/\text{м}^2$. + +Толщина тканей, используемых в промышленности определяется волокнистым составом +и обычно составляет от $0.15$ до $0.45$~мм. + +Для изготовления каркаса изделия, заготовки из ткани или ленты выкладываются на +оправку с последующей прошивкой слоев по третьей координате, при этом, в местах +пршивки возможно возникновение разрывов волокон основы и утка. \subsection{Матричные материалы} @@ -187,18 +139,18 @@ $900\dots1500^\circ\mathrm{C}$. На этой стадии продолжают Для пропитки жидкостью применяют термореактивные смолы и пеки. Смолы отличаются хорошей пропитывающей способностью и легко доступны. При пиролизе эти смолы образуют стекловидную поликристаллическую матрицу, которая графитизируется при -температуре около $3000^\circ\mathrm{C}$. Выход кокса составляет $50-56\%$ по -массе. Процедура пиролиза представляет собой нагрев каркаса, пропитанного -смолой, до температур порядка $400\dots 600^\circ\mathrm{C}$. Процесс пиролиза -также называют карбонизацией. При карбонизации происходит усадка матрицы, -которая достигает $20\%$ и может привести к разрушению каркаса. +температуре около $3000^\circ\mathrm{C}$. Процедура пиролиза представляет собой +нагрев каркаса, пропитанного смолой, до температур порядка $400\dots +600^\circ\mathrm{C}$. Процесс пиролиза также называют карбонизацией. При +карбонизации происходит усадка матрицы, которая достигает $20\%$ и может +привести к разрушению каркаса. Пеки являются термопластичными материалами. При продолжительном выдерживании температуры около $400^\circ\mathrm{C}$ в пеках идет образование высокоориентированной фазы, которая при температуре $2500^\circ\mathrm{C}$ -переходит в графитовую структуру. Выход кокса составляет $50-90\%$. +переходит в графитовую структуру. -Пропитка ткани поликристаллической матрицей может проходить под низким или +Пропитка ткани материалом матрицы может проходить под низким или высоким давлением. Пропитка под низким давлением с последующей карбонизацией наиболее распространена. Она проводится при атмосферном или пониженном давлении, чаще всего в несколько циклов для снижения пористости. При diff --git a/common.tex b/common.tex index 0c8e2e9..8955ad3 100644 --- a/common.tex +++ b/common.tex @@ -160,6 +160,7 @@ $n_2$ наименований. } \mkcommonsect{infirst}{В первой главе}{ +!!! Переделать рассматриваются технологические операции изготовления конструкций из тканых композиционных материалов с поликристаллической матрицей. Описывается процесс изготовления волокон, рассматриваются типы тканей и способы их diff --git a/stress_concentartors.tex b/stress_concentartors.tex index b63eebc..dc04726 100644 --- a/stress_concentartors.tex +++ b/stress_concentartors.tex @@ -35,9 +35,9 @@ \input{intro} \input{c1} -\input{c2} -\input{c3} -\input{end} +% \input{c2} +% \input{c3} +% \input{end} \bibliography{bibliography} \bibliographystyle{disser}