Введение к работе
Актуальность работы. Развитие техники сопровождается увеличением удельных мощностей машин и оборудования. Растут скорости, и уменьшается жесткость конструкцийг При этом вопросы снижения динамических нагрузок переходят в разряд доминирующих в обеспечении надежности и долговечности машин. Одним из эффективных путей вибрационной защиты v является применение виброизоляторов.
Упругие элементы виброизоляторов пространственного нагружсния' изготавливают из эластичных материалов с большим внутренним трением. Высокой прочностью, эластичностью, стойкостью к воздействиям высоких и низких температур, радиации, старению обладает волокновый пористый ма-) териал из металлических проволок. Некоторые зарубежные фирмы (фирма «Стоп-Чок», Германия), (фирма «Виброшок», Франция) специализируются на изготовлении виброизоляторов из аналогичного материала, получаемого прессованием заготовок из проволочных сеток трикотажного плетения.
Плотность упругих элементов из проволок составляет 1,5...4 г/см . В авиационной и космической технике ограничения по массе часто препятствуют широкому применению этого материала.
В Сибирской аэрокосмической академии имени академика М. Ф. Ре-шетнева нами разработан эластичный высоко демпфирующий материал из композиционных, в частности стеклопластиковых нитей. Замена проволок композиционными нитями дает возможность на порядок уменьшить массу виброизоляторов и демпферов. Внедрение этого материала в практику для повышения надежности техники сдерживается отсутствием исследований его свойств, дающих возможность прогнозировать эти свойства и управлять ими.
В предлагаемой работе приведены результаты исследования свойств материала, которые дают ответы на часть вопросов по проблеме. Работа является теоретическим исследованием, направленным па разработку нового материала.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной НИР Сибирской аэрокосмической академии «Научные принципы создания маїериалов и покрытий с высокими дпссипатинными свойствами», № ГР 1. 3. 00 Ф, а также по краевой программе «Новые материалы и технологии».
- Цель работы и задаад нссладовашія;Ще^^ является
разработка модели и аналитических методов исследования деформационных v/ свойств волокнового пористого материала из композиционных нитей.
Для достижения-поставленной цели в работе решены следующие за
дачи: - -
выполнен анализ условий деформирования композиционных нитей в материале;
уточнена модель исследования деформационных свойств материала;
разработана методика аналитического описания деформационных свойств материала;
решены задачи расчета усилий в кон і актах композиционных нитей, работ трения в контактах, напряжений в нитях;
выявлены закономерности влияния параметров структуры материала и технологии изготовления на его деформационные свойства.
Научная новизна.
-
Установлены особенности исследования свойств композиционных материалов из композиционных нитей. Показано, что при реализуемой технологии получения материала процесс контактообразования моделируеіся зависимостью количества точек контакта от плотности, определяемой только геометрическими условиями его уплотнения. Решена соответствующая задача геометрических вероятностей.
-
Показана возможность последовательно-вероятностного подхода в решении задач расчета деформационных свойств материала. Выполнены решения задач расчета деформационных свойств, обеспечивающие возможность анализа влияния структуры материала и параметров технологического процесса на его свойства.
-
Получены расчетные зависимости для исследования условий на-гружения композиционных нитей в материале.
-
Экспериментально показано существенное преимущество по удельным характеристикам материала из композиционных нитей по сравнению с известным материалом из металлических проволок.
Практическая ценность. Полученные в работе теоретические результаты вскрывают далеко не очевидные зависимости деформационных свойств материала от параметров его структуры и технологии его изготовления и обеспечивают тем самым возможность управления свойствами.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Уточненная математическая модель аналитического исследования свойств материалаг
-
Решение задач расчета деформационных упругих и днссипативных свойств волокнового материала из композиционных нитей. " -
-
Решение задач исследования силовых и энергетических воздействий на композиционные нити в материале.
-
Результаты определения и сравнения свойств волокнового материала из композиционных нитей и материала из металлических проволок.
Апробация работы. Результаты работы доложены: на региональной научно-практической конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции» (Красноярск: ГАЦМиЗ, 1999), на III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Решетневские чтения» (Красноярск: САА, 1999), на Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва, 1999), на Межвузовской конференции «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 1999).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в шести печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 140 страницах, включает 55 рисунков, 1 таблицу и библиографию в количестве 113 наименований.
