Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Порошковая металлургия и композиционные материалы

Диссертационная работа:

Чадова Татьяна Владимировна. Исследование влияния волокнистого состава и структуры на физико-механические свойства композиционных нетканых материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.06 : Владивосток, 2004 220 c. РГБ ОД, 61:05-5/808

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РЫНКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ НЕТКАНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (КНМ) 11

  1. Особенности структуры КНМ 11

  2. Перспективы мирового рынка КНМ. Область их применения ... 18

  3. Влияние волокнистого состава и особенностей строения КНМ

на их основные свойства 26

1.4 Исследование рынка КНМ 38

Постановка задач исследования 43

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ИГЛОПРОБИВНЫХ

НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ (КИНМ) 46

  1. Характеристика объектов исследования 46

  2. Методика исследования структурных характеристик 49

и физических свойств КИНМ

2.3 Исследование свойств вторичного волокнистого сырья,

используемого для производства КИНМ 60

  1. Исследование структуры волокнистых экспериментальных КИНМ 63

  2. Исследование физических свойств экспериментальных КИНМ . . 67

  1. Гигиенические свойства 67

  2. Гидрофизические свойства 72

  3. Теплотехнические свойства 75

  4. Изменение линейных размеров 76

2.6 Исследование механических свойств экспериментальных КИНМ 78

  1. Методика эксперимента 78

  2. Экспериментальное исследование механических свойств . . 83

ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КИНМ 109

3.1 Возможность использования экспериментальных КИНМ

в качестве основы под полимерные покрытия 109

3.2 Возможность использования экспериментальных КИНМ

в одежде специального назначения 123

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО ПРОЦЕССА

ПРИ СДВИГЕ И АНИЗОТРОПИИ КИНМ 126

4.1 Исследование деформационного процесса при сдвиге КИНМ... 126

  1. Разработка методики исследования деформационного 126 процесса при сдвиге

  2. Экспериментальное исследование упругих характеристик 130

КИНМ при деформации сдвига

4.2 Исследование анизотропии КИНМ 138

  1. Методика исследования анизотропии 139

  2. Экспериментальное исследование коэффициента структуры КИНМ 142

ГЛАВА 5 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ КАЧЕСТВА КИНМ . . 145

5.1 Определение относительных индексов качества по показателям 145

основных свойств КИНМ

5.2 Определение уровня качества КИНМ с применением функции 147
желательности

5.3 Определение комплексных оценок качества экспериментальных 152
КИНМ по показателям их свойств

Выводы 157

Предложения 161

Список используемых источников 162

Приложение! Исследование рынка нетканых материалов 180

Приложение 2 Механические характеристики КИНМ при простом

растяжении 184

Приложение 3 Параметры математической модели 191

Приложение 4 Механические характеристики КИНМ при деформации

сдвига 193

Приложение 5 Коэффициент структуры КИНМ 197

Приложение 6 Акты о внедрении . . 199

Приложение 7 Техническое условие на КИНМ. Санитарно-эпидемио
логическое заключение на ТУ 203

Приложение 8 Протоколы сертификационных испытаний на токсико-

гигиенические исследования 217

Приложение 9 Протоколы лабораторных испытаний на радиологи
ческие исследования 221

Введение к работе:

Развитие научно-технического прогресса во многих отраслях промышленности немыслимо без создания новых композиционных материалов (КМ), способных улучшить важнейшие параметры двигателей, машин, агрегатов, приборов и повысить их массовые показатели, надежность, срок службы изделий и снизить их материалоемкость.

За последние годы возрос поток технической информации по этой тематике. Однако встречается противоречивая информация о природе этих материалов, их свойствах и технологии изготовления, которая требует серьезного исследования и анализа. Развитие производства и применения КМ в различных отраслях промышленности ставит задачу прогнозирования их физико-механических свойств.

Новую категорию КМ с новыми возможностями их использования и с новым потенциалом на рынке составляют нетканые материалы (НМ). Эти материалы отвечают потребностям строительного комплекса и тенденциям мирового развития производства строительных материалов. Возрастают масштабы использования НМ в энергосберегающих ограждающих конструкциях, что позволяет обеспечивать энерго- и ресурсосбережение, повысить долговечность конструктивных элементов, улучшить технологию строительных работ.

В настоящее время растет доля материалов, изготовляемых с применением вторичных сырьевых ресурсов и отходов промышленного производства, что способствует снижению затрат и одновременно решает задачи охраны окружающей среды. Одними из таких материалов, где в последние годы утилизируются отходы, являются композиционные нетканые материалы (КНМ). Таким образом, возможность значительного расширения по применению НМ в композитах связана с решением важнейшей экономической проблемы — переработки и утилизации отходов.

Ввиду того, что технология текстильных конструкционных композитов находится по существу в стадии формирования, очень немногие из уже разработанных типов этих материалов проверены на практике. Поэтому для интенсивного развития в области технологии композитов важны сведения обо всех особенностях предлагаемых материалов.

В настоящее время наличие местной сырьевой базы в Приморском крае позволяет фабрике ЗАО «Радуга» (г. Владивосток) производить иглопробивные нетканые материалы на основе вторичных полиамидных волокон только одного назначения, которые используются в строительстве для армирования и защиты строительных дорожных конструкций -дренажные композиции. Но НМ в сравнении с другими видами текстильной промышленности являются наиболее наукоемкими и многоплановыми. Развитие рынка НМ напрямую связано с разработкой новых видов НМ, расширением области их применения и активной пропагандой эффективности их использования.

Все выше перечисленное определило выбор темы, цели и задачи диссертационного исследования.

Целью настоящего исследования явилось исследование влияния вторичного волокнистого сырья и структуры на физико-механические свойства композиционных нетканых материалов, выработанных иглопробивным способом из местного вторичного сырья на фабрике по переработке вторичных ресурсов ЗАО «Радуга» и определение области их применения.

Актуальность выбранного исследования в том, что, использование продуктов переработки и повторное их применение в производстве КНМ, решает многие проблемы — снижение энергоемкости, себестоимости, а также значительное расширение областей и объемов применения НМ для удовлетворения, прежде всего, потребностей региона и самое главное -экологические вопросы, связанные с утилизацией отходов.

7 Проектирование нетканых композитов должно производиться в

соответствии с исходными требованиями к самому изделию, такими как

стоимость, эксплуатационные показатели, доступность, технологич-ность,

совмещаемость с другими элементами конструкции, а также

эксплуатационная ценность изделия. Совместное решение вопросов

расширения ассортимента, улучшения качества и снижения

материалоемкости изделий и конструкций возможно лишь при знании

взаимосвязей свойств изделий с параметрами их структуры и свойствами

исходного сырья.

В связи с этим для достижения поставленной цели решались

следующие задачи:

исследовать основные свойства вторичного волокнистого сырья, используемого для производства экспериментальных композиционных иглопробивных нетканых материалов (КИНМ);

исследовать влияние волокнистого состава и структуры на физико-механические свойства КИНМ;

исследовать особенности деформационного процесса при сдвиге волокнистых КИНМ;

исследовать характер изменения упругих характеристик КИНМ при различных видах напряженного состояния, величины уровня напряжения, скорости деформирования, направления рисунка иглопрокалывания;

изучить анизотропию физико-механических свойств КИНМ;

определить область использования экспериментальных КИНМ;

провести комплексную оценку качества экспериментальных КИНМ по показателям исследования их основных свойств;

разработать нормативный документ (ТУ) на производство КИНМ;

Научная новизна полученных результатов в том, что:

установлены закономерности изменения упругих характеристик КИНМ от вида напряженного состояния, величины уровня напряжения,

8 скорости деформирования, направления рисунка иглопрокалывания при

нагружении и разгрузке;

предложена математическая зависимость по описанию анизотропии физико-механических свойств КИНМ;

установлены особенности деформационного процесса при сдвиге волокнистых КИНМ.

Методика исследований

При решении поставленных задач был проведен анализ современного состояния рынка КИНМ, а также изучена научно-техническая литература отечественных и зарубежных авторов, касающаяся проблемы переработки вторичного сырья в КИНМ различного назначения; охарактеризовано влияние волокнистого состава на основные свойства КИНМ, представлены их преимущества и недостатки, и направление совершенствования свойств КИНМ; условия их эксплуатации. Проведен теоретический анализ литературы по вопросу оценки качества КИНМ, изучена нормативная документация на методы испытаний КИНМ. В работе применялись современные методы теоретических и экспериментальных исследований, в том числе методы математической статистики. При теоретическом изучении рассматри-ваемой проблемы использованы методы теории упругости анизотропно-го тела, методы технологии конструкционных материалов, текстильного материаловедения и механики композиционных материалов.

Практическая значимость заключается в том, что:

- полученные результаты исследования физико-механических свойств
КИНМ можно использовать для оценки качества волокнистых
композиционных материалов, изделий и конструкций на их основе, а также
для моделирования и оптимизации технологических процессов при их
изготовлении. Полученные экспериментальные данные дают возможность
расширить представление о процессах, происходящих в текстильных
композитах для оценки их долговечности.

- установлена возможность использования экспериментальных КИНМ

в качестве подосновы под полимерные покрытия и утепляющего прокладочного материала в одежду специального назначения. На основании проведенных исследований освоено производство КИНМ (2 акта о внедрении).

- разработана и утверждена нормативная документация на предла
гаемые КИНМ - ТУ 8391-011-20778138-2002 «Полотно иглопробив-ное»,
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 25.АЦ.04.744.Т.
000205.04.03 от 09.04.03.

Теоретические положения и экспериментальные результаты диссертационной работы используются в специальных курсах при подготовке специалистов по прикладной механике по дисциплине «Механика композиционных материалов» и «Технология конструкционных материалов» в Дальневосточном государственном техническом университете и при подготовке товароведов-экспертов по специальности «Товароведение и экспертиза товаров» в Дальневосточной государственной академии экономики и управления.

Практическая ценность работы заключается в рациональном применении отходов производства и потребления, расширении области применения КИНМ, что позволяет эффективно решать сырьевую, социальную и экологическую задачи, увеличить эффективность производства КИНМ, расширить ассортимент НМ на ЗАО «Радуга».

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, обзора литературы (Іглава), собственных исследований (4 главы), заключения, списка использован-ной литературы (включает 191 источник), 9 приложений. Диссертация изложена на 161 страницах, включая 25 таблиц и 18 рис.

В первой главе проведен анализ современного состояния и перспективы развития производства КИНМ. Перечислены основные области применения КИНМ. Представлены особенности структуры

10 КИНМ. Рассмотрены вопросы возможности использования вторичного

сырья для производства товаров народного потребления.

Охарактеризованы основные свойства КИНМ, приведены их

преимущества и недостатки. Представлены исследования в данной области

других авторов. Освещены вопросы исследования деформационного

процесса при сдвиге. Проведен анализ рынка КИНМ и выявлена

потребность новых видов КИНМ на рынке ДВ региона.

Во второй главе проведено комплексное исследование основных свойств КИНМ; исследование вторичного волокнистого сырья, используемое для производства экспериментальных КИНМ; исследована макроструктура КИНМ.

В третьей главе определена область применения экспериментальных КИНМ.

В четвертой главе представлены результаты исследования деформационного процесса при сдвиге КИНМ; исследована анизотропия физико-механических свойств экспериментальных КИНМ.

В пятой главе представлены результаты определения комплексной оценки качества по показателям исследуемых свойств КИНМ из вторичного сырья.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 6 научных конференциях (международной, межрегиональных) и опубликованы в 10 печатных работах.

1]

Подобные работы
Шуменко Владимир Владимирович
Разработка технологии получения и исследование свойств электродных материалов на основе вольфрама для интенсивных источников света
Рожкова Татьяна Владимировна
Формирование структуры и свойств материалов на основе меди с карбидом кремния при электроконтактном спекании
Волхонский Александр Александрович
Улучшение свойств порошковых материалов за счет оптимизации параметров приготовления шихт
Мейлах Анна Григорьевна
Теоретические и технологические принципы совершенствования структуры и свойств порошковых материалов на основе Fe,Ni,Cu с металлическими нанодисперсными добавками
Бойко Андрей Владимирович
Влияние ориентации включений графита на контактные свойства порошковых материалов серебро-графит, получаемых методом экструзии
Ягудин Тимофей Генрихович
Закономерности влияния способа получения связующего компонента на структуру и свойства алмазосодержащего композиционного материала
Пирожков Роман Владимирович
Формирование структуры и свойств композиционного металлостеклянного материала на основе порошковой стали 110Г13п
Водолаженко Роман Анатольевич
Технология получения, структура и свойства износостойкого композиционного материала на основе карбида титана, полученного с использованием СВС
Пирожкова Елена Сергеевна
Формирование структуры и свойств горячедеформированных порошковых материалов в процессе превращения переохлажденного аустенита
Порозова Светлана Евгеньевна
Разработка процессов получения и формирования структуры и свойств высокопористых проницаемых материалов на основе оксидных природных соединений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net