автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Деформативные и прочностные свойства сферопластика, применяющегося в блоках плавучести глубоководных аппаратов

Ш и" у 9

ЛУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ им. И. И. ПОЛЗУНОВА (НПО ЦКТИ)

На правах рукописи

УДК 621.763 : 539.4] : 551.46.077

ЧУБЕНКО Елена Филипповна

ДЕФОРМАТИВНЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СФЕРОПЛАСТИКА, ПРИМЕНЯЮЩЕГОСЯ В БЛОКАХ ПЛАВУЧЕСТИ ГЛУБОКОВОДНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.02.01 — Материаловедение в машиностроении.

01.02.06 — Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1992

Работа выполнена в Ленинградском государственном техническом унивс ситете.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор П. А. Павле Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник В. С. Екельчик;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Ю. К. Петреня.

Ведущая организация—ордена Трудового Красного Знамени Приморск производственное объедш ' " ости «Приморрыбпром».

на заседании специализированного совета НПО ЦКТИ Д 145.01.01 по адрес 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 24, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО ЦКТИ.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, в одном экземпляре проа направить в адрес специализированного совета НПО ЦКТИ: 193167, Санр Петербург, ул. Красных электриков, д. 3.

Защита состоится

1992 г. в

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Г, Д. Пигро

ц

ДБФОРМАТИВНЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОлС^А СЗЕРОПЛАСША, ПРИМЕНйИьЦКГОСЯ В БЛОКАХ ПЛАВУЧЕСТИ ГЛУБОХОЗОШХ АППАРАТОВ

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время с$эропластш:и (син-тактные материалы, полученные владением стеклянных полых микросфер диаметром 3-80 мкм в эпоксидную матрицу ЭХД) находят все большое применение в качестве наполнителей блоков плавучести глубоководных аппаратов и в различных вспомогательных конструкциях, работающих под высоким гидростатическим давление;!. Необходимость обеспечения гарантированного всплытия глубоководных аппаратов с заданными параметрами и при ограниченны*, масосгаба-ритных показателях блоков требует тщательного экспериментального изучения деформативных и прочностных характеристик исследуемого материала, а также его объемного Еодопоглоценкл.

Однако в известных на данное время работах вопрос о выборе рациональных методов описания поведения исследуемых материалов под действием гидростатического давления не можэт считаться полностью ревенным. Это относится в первую очередь к мгновенному и длительному деформпровакиа исследуемых сфоропластнкоз при стационарных и программных режимах нагружения, кроме того, от- сутствуют необходимые экспериментальные данные о водопоглоцении исследуемых материалов и их объемной ползучести и учетом водо-поглоцения, а такхе недостаточно сведений о сопротивлении сфе-ропластихов объемному разрушению. Тем болэа отсутствуют необходимые определяющие уравнения для оценки изменения плавучести глубоководных аппаратов во время пребывания блоков из синтакти-ка под давлением в морской воде. В связи с этим актуальным является проводимое в данной диссертации исследование мгновенно-упругого и вязкоупругого деформирования сферопластика под действием гидростатического давления, а также его объемного водо-поглощэния при стационарных и программных режимах нагружения.

Методы исследования, разработанные при выполнении этой работы, могут найти применение и в других аналогичных задачах.

Цель и основные задачи исследования. Целью работы является создание универсального уравнения плавучести глубоководного ал-

I

парата, позволявшее учитывать мгновенно© деформирование и разгрузку, прямую и обратную объемную ползучесть с учетом объемного водопоглоцения в зависимости от времени при стационарном и программных нагрудениях гидростатическим давлением. В соответствии с поставленной целью, в данной работе намечены и решены члодующие задачи.

1. Провести экспериментальное исследование мгновенного деформирования и объемной ползучести защищенных и незащищенных образцов с;>ероплас?ика, пряменясщогося в блоках плавучести глубоководных аш^ратов при стационарном и программных нагружениях гидростатическим давлением с целью пол/чения конкретных данных по упругим постоянным и определяющим параметрам уравнения механического состояния.

2. Выполнить экспериментальное исследование водопоглоцения образцов из сфоропластика при различных гидростатических давлениях с определением послойноД диффузии морской воды в материал образца.

3. Провести серию опытов по выявлению субмикрокапиллярного потока жидкости в материале блока плавучести при действии гидростатического давления и определить размеры дефектов (капилляров), нообходкмыэ для расчета геометрической части свободного объема образцов.

Осуществить математическое планирование экспериментов во всех случаях по пунктам 1-3, т.к. количество варьируемых параметров велико.

5. На основании обобщения и статистической обработки экспериментального материала составить определяющее уравнение плавучести блоков из сферопластика. Такое уравнение должно содержать зависимость подъемной силы от гидростатического давления и времени пребывания аппарата под водой при этом давлении. В этой зависимости должен фигурировать эффективный объем блока плавучести, как разность между исходным объемом в сухом состоянии и объемом, заполняющимся водой с течением времени.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались методы механики деформируемого твердого тела, прикладной математики и математического планирования, численные

методы. Экспериментальные исследования проводились на стандарт?

ном и оригинальном оборудовании по известным и новым методикам с использованием современных измерительных приборон, методов планирования экспериментов и математической статистик::.

Научная новизна работы заключаотся в следуи:;зм.

1. Экспериментально исследована объемная прямая и обратная ползучесть защищенных и незащищенных образцов из с Japón лютика (ТУ 6-05-221-652-62) при стационарных и программных нагрулениях гидростатическим давлением.

2. Разработана методика проведения эксперимента и исследовано объемное водопоглощенио сферопластика при стздюмурмых и программных режимах нагружения гидростатическим давлением с подразделением процесса на субмикрокапиллярную фильтрац«л м активированную диффузии.

•■ 3. Определена диаграмма гидростатического сжатия сферопластика, позволяющая количественно оценивать геометрическую часть свободного объема материала-матрицы сферопластика.

4. Разработана эффективная программа реализации математического планирования экспериментов на объемную ползучесть' и во-допоглощение.

5. Построено определявшее уравнение плавучести блоков из сферопластика, включающее в себя поправки на мгновенное и ьязко-упругое сформирование, а также объемное .водопоглозениэ материала-наполнителя.

6. Даны рекомендации по применению обобщенного уравнения плавучести и графическое решение в широком диапазоне весов глубоководных аппаратов, времени пребывания под водой и параметров всплытия. ' .

Практическая ценность работы заключается, прежде воего, в разработке и реализации определяющего уравнения плавучести блоков из сферопластика, содержащим в своем составе поправки на мгновенное и вязкоупругоэ деформирование и разгрузку материала . при стационарных и программных нагружеииях гидростатическим давлением, а также поправку на объемное водопоглощоние исследуемого сферопластика. Разработанная методика определения поправок позволяет с минимальными затратами решать сложные задачи всплытия глубоководных аппаратов с различными заданными параметрами.

Результаты экспериментальных исследования и предложенные методики могут быть применены при комплексных исследованиях сфе-

3

ропдастиков, работающих под высоки« гидростатическим давлением и при проектировании блоков плавучести глубоководных аппаратов.•

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на УХ Зсесоозной конференции "Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана" (Владивосток, 1980 г.); на секции проблем надежности и диагностирования судовых технических средств НТО им. акад. А.Н.Крылова (Ленинград, 1989 г.); на X краевой научно-технической конференции "Роль науки в повышении эффективности производства" (Владивосток, 1989 г.); на секции проблем надежности и диагностирования судовых технических средств НТО им. акад. А'.Н.Крылова (Ленинград, 1990 г.); на XI краевой научно-технической конференции "Роль нау-'-: в повышении эффективности производства" (Владивосток, Г-^О г.); на научном семинаре кафедры Сопротивления материалов Ленинградского государственного технического университета (Ленинград, 1991 г.); на научном семинаре кафедры Сопротивления материалов Ленинградского государственного морского технического университета (Санкт-Петербург, 1991 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано четыре статьи.

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 7б наименований н двух приложений, в которых приведены тексты программ. Работа содержит УЗ страницы ыашшописного текста, 52 рисунка, '(5 таблиц.

Азтор благодарит научного руководителя профессора П.А.Павлова за помощь при выполнении настоящей работы.

СОДЕРМНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, кратко сформулирована цель работы и указаны методы её решения.

3 первой главе приведен обзор литературы по состоянию рассматриваемой проблемы. Определены соотношения, описывавшие мгновенноупругое и мгновеннопластическое деформирование композитных и полимерных материалов.

Основные уравнения линейной вязкоупругости формировались из анализа механических моделей; представлявших собой набор уп-

ругнх элементов и элементов вязкого течения (рассмотрены работы А.Л.Рабиновича, Н.Н.Малинина, Б.В.Микенхова), и на основе молекулярных моделей (рассмотрены работ» Т.Алфрея, /„Бленда, Д.Фер-ри).

Так как большинство полимерных материалов'уко при умеренных напряжениях обнаруживает заметную физическу» нелинейность, были рассмотрены соотноиеняя, описанные в работах А.А.йльвпина, . А.К.Малмяйстера, П.А.Павлова, А.Я.Гольдкана^ Р.Д.Максимова, Ю.Н.Работнова, Ю.С.Уржумцева, Р.Ф.Лонга, К.Д.Одкоиста.

Современные представления о вязкопластическом деформировании композитных материалов, рассмотренные в этой главе, описаны в работал Ю.Н.Работнова,' П.А.Павлова, Л.М.Качалова, Д.Пэкла.

Применение сфзропластиков в качестве нагтолнитолей блоков плавучести глубоководных аппаратов во многом определяется способностью материалов к объемному водологлощонию, а вследствие этого - к потере плавучести. 3 результате исследований установлены основные механизмы проникновения вглубь материала сред, не являющихся для этого материала растворителям!!, - механизм Активированной диффузии и механизм субмякрокэлиллярной фильтрации, обусловленный наличном в структуре сферопластика дефектов, мик-ролор, мелких каналов. Установлена целесообразность применения полуэмпирической'теории Адзуки для количественной оценки дефектности материала блоков плавучести. Определена пропускная способность капилляров при ламинарном потоке по Пуазейлю, средний эффективный диаметр и сроднее, количество дефектов в образце материала блока плавучести.

Обосновано применение уравнений £ика для описания процесса активированной диффузии, определен коэффициент диффузии и количество жидкости, продиффундировавшей в тело.

Рассмотрены известные экспериментальные данные по деформированию сферопластиков под действием гидростатического давления.

По результатам аналитического обзора сформулированы задачи исследования и обоснованы пути их реализации.

Во второй главе приведено описание оборудования и образцов для испытаний на гидростатическое и осевое сжатие, а также на объемное водопоглощение. Изложены методики математического планирования. и проведения экспериментов, обработки опытных данных.

Для экспериментального исследования образцов из сфероплас-

5

тика в условиях гидростатического сжатия использована камера высокого давления (г. Владивосток, ДЗЛИ, кафедра Сопротивления материалов).

На рис. I показан общий вид использованной з нашей работе установки высокого давления. Диапазон варьирования гидростатического давления от 0 до 100 МПа, минимальное время нагружения образца до заданных параметров составляет 10 - 15 с.

Схема камеры высокого давления

I - «фланец; 2 - уплотняющее кольцо; 3 - электровводы; Ч - обтюратор; 5 - цилиндр; б - трансформаторное масло; 7 - сильфон; 8 - морская вода; 9 - измерительная скоба; 10 - пружина.

Рис. I

Образцы для испытаний на гидростатическое сжатие представляют собой кубики сфоропластика размером 30x30x30 мм. Измерение объемных деформаций производилось упругими стальными скобами толщиной 0,5 мм с наклеенными тонзодатчиками. Дискретность опроса тензодатчиков соотавляла 1,5 с; точность измерения деформаций - 10"^ единиц огноситольной деформации.

Измерение объемного водопоглощения производилось взвешиванием образцов после разгрузки уотановки.

Испытания образцов сферопластика на осевой сжатие с постоянной скоростью деформирования производились на универсальной испытательной машине АЛА-Т00 (ИМАШ 20-75). Схема установки показана на рис. 2. Диапазон скоростей рабочего хода нагружавчего стержня составляет от I до 100 им/иин.

Опыты проводились на образцах, изготовленных в форме парал-

б

лелзпипеда с квадратный основанием 10x10 мм и высотой 15 мм, вырезанных из блочного сферопластика.

В лаборатории Сопротивления материалов АЗИИ разработана и изготовлена установка (порймер) для опрэделения геометрических размеров дефектов и количества среди, проникающей в образец сферопластика путем субмикрокапиллярной фильтрации (рис. 3). Установка позволяет определять эффективный радиус пор от 10 до 4-Ю5 нм.

Образцы для определения геометрических размеров дефектов структуры сферопластика изготавливались из блочного материала в виде пластин прямоугольной формы размером 5x50x50 мм. Отполиро-ванниД, тщательно промытый образец наряду с определением дефектности, использовался для исследования микроструктуры на гооизон-тальном металлографическом микроскопе .ЧИМ-8М.

При проведении трудоемких по исполнение экспериментальных работ особенно важным является осуществление математического планирования, позволявшее существенно снизить количество парал-лольних опитов без снижения достоверности результата. Для опытного исследования объемного водоноглоцения и ползучести применены трехуровневые планы Бокса-Бенкина, позволяющий получить математическую модель методом наименьших квадратов в виде

Л-р^/Гх), ш

где и. - число коэффициентов полинома, А/- число

экспериментов.

Дня получения аналитической зависимости целевой функции переменных аппроксимацию истинной гиперповерхности проводили полиномиальной поверхностью второго порядка

где Хс - относительное значение ¿' -го параметра.

Коэффициенты регрессии математической модели определялись на ЭВМ ЕС 2030.

Эксперименты на определение мгновенноупругих характеристик исследуемого сферопластика л распределение мккросфзр в матрице

Схема универсальной испытательной машины АЛА-ТОО (ИМАЦ 20-75)

I - корпус; 2 - шкала деформаций; 3 - плунжер; 4 - переключатель диапазоне, скорости; 5 - шкала силоизморителя; о - шкала указателя скорости; 7 - самопишущий прибор; 8 - рукоятка для измерения масштаба деформирования; 9 - регулятор скорости деформирования; 10 - электропривод.

. Рис. 2

Схема поромера высокого давления

-и ©

I - стальная камера; 2 - струбцины; 3 - ртутный затвор; Ц -крышка; 5 - вакуумное уплотнение; б - запорный вентиль; 7 - магистраль; 8 - магнитный поплавок; 9 - магнитный индикатор; 10 - гайка подключения гидравлического пресса; II - гайка подключения вакуумного насоса; 12 - трехходовый кран; 13 - вакуумный вентиль; 14 - ртутная магистраль; 15 - питающий сосуд.

Рис.. 3

не подвергались планированию в саду малости влияющих факторов, а результаты опытов обрабатывались статистически на ЭВМ ЕС 2030.

Третья глава посвящена экспериментально-расчетному исследованию объемного водопоглощения сферопластика при стационарных и программных режимах нагружения гидростатическим давлением.

Для установления типа субмикрокапиллярного потока экспериментально на пороморе высокого давления определялся объемный расход ртути и распределение диаметров дефектов по давлениям. Анализ полученных данных показывает, что в исследуемом сферо-пластике под действием гидростатического давления существует ламинарный поток жидкости по Пуазейлю.

Для определения геометрической части свободного объема сферопластика получена диаграмма гидростатического сжатия защищенных от морской воды образцов (рис. Анализ диаграммы показывает хорошее совпадение значений свободного объема, полученных по кривым объемного расхода и по диаграмме гидростатического сжатия (максимальное расхождение 1,5

Количество жидкости, поглощенной образцом из сферопластика субмикрокапиллярно, определялось по выражению

(з)

ис лев 2л

где Ао - плсщадь образца; А, - длина дефекта.

Параметры активированной диффузии определялись из экспериментов по измерению послойных концентраций, проводиваихся в камере высокого давления. Количество жидкости, продиффундировав-шей в тело, вычислялось как

где X - положение фронта диффундирующей среды; -

, - интеграл ошибок Гаусса; С - концентрация; К - эмпирический коэффициент; -коэффициент диффузии.

Собственно, под водопоглощением понимается отношение массы поглощенной води под действием гидростатического давления к массе образца до опыта, взятое в процентах ' 100 %.

Эксперименты на водопоглощение и обезвоживание при стацио-

Диаграмма гидростатического сжатия

Г" Р. МПа

Ю. 60. чо. 20.

г

нарных режимах нагружения проводились в камере высокого давления. Предварительные испытания образцов с запрессованными термопарами не выявили эффекта тзплозого расширения и доказали, что водопоглоцение является полностью гидростатическим в исследованном диапазоне давлений от 0 до 100 МПа.

На рис. 5 в полулогарифмических координатах представлены эмпи-0 ' 0,2. ОЛ Об 0,8 {О 8% рические и аппроксимирующие кривые

объемного водопоглощения С с| ) под действием гидростатического давления с учетом времени пребывания в воде. Данные испытаний исследуемого сферопластлка показывают существенно нелинейный характер функции водопоглощения. Отличительной особенностью является то, что в области малых давлений гидростатического сжатия на величину водопоглощения значительно больше, чем в области больших давлений, что может быть объяснено на основе современных представлений о свободном объеме.

В диапазоне исследуемого времени не' выявлено полное обезвоживание материала блоков плавучести.

Кривые объемного водопоглощения и обезвоживания сферопластика при стационарных нагружениях

—— - опыт;

- - - - аппроксимирующая кривая

Рис. 4

.1-20 «Па; 2-40 МПа; З-оО МПа; 4-80 МПа;' 5 - 100 ДОа; точки опыт, - расчет.

Рис. '5 .

Для исследования водопоглощения сферопластиков при нестационарных режимах нагружения гидростатическим даачением были реализованы четыре программы испытаний. Зо всех случаях материал образцов сохранял положигельнуо плавучесть.

В четвертой главе представлены результаты экспериментально-расчетного исследования объемной ползучести и восстановления сферопластика при стационарных и программных режимах нагружения гидростатическим давлением. Опыты проводились э камере высокого давления.

При стационарных нагружониях в опытах на незащищенных от воздействия воды образцах при давлениях 12 - 60 1й1а было обнаружено существование диффузии жидкости, передавшей давление в образец, что проявилось в изменении знака объемной деформации. На рис. 6 представлены кривые объемной ползучести и восстановления, полученные на незащищенных образцах сферопластика.

Кривые объемной ползучести и объемного восстановления защищенных образцов сферопластика продеть.слоны на рис. 7.

При использовании ЭВМ ЕС 2030 получены следующие коэффициенты регрессии аппроксимационной модели при обьенной ползучести:

' бо. 0,710; 0,162; 4» -0,039

-0,175; -0,034; -0,191

4ц- -0,034; 0,106; -0,213

¿a? -0,198; -0,106; ¿W» -0,171 и при объемном восстановлении:

<£>« 0,303; ¿V- -0,007; é.г• -0,007

£</- -0,013; étí- -0,006; -0,032

Sa* -0,006; -0,009; -0,015;

ézz* -0,010; . -0,009; -0,009.

■к

0,057; 0,043; -0,055;

¿5"

S/í"

0,004; 0,003; -0,006;

Кривые объемной ползучести и восстановления незащищенных образцов сферопластика

0 6 ММ

1-12 МПа; 2-20 МПа; 3-40 Ша; 4-60 МПа; 5-30 МПа; 6 - 100 МПа; точки - опыт, _ - расчет.

Рис. о

II

щ

I

т

Кривые объемной ползучести и восстановления защищенных образцов сферодаастика

-т--

р2Г=?-1

1-20 МПа; г - М) Ша; 3 - 60 &Па; - 80 МЛа; 5 - 100 МЛа;

точки - опыт, - - расчет.

Рис. 7

Экспериментальные данные, полученные при стационарных режимах, не позволяют полностью оценить влиянио гидростатического давления на вдзкоупругиэ свойства материала, поэтому были реализованы четыре программы нагружения. Результаты опытов в виде кривых объемной ползучести и восстановления представлены на рис. 8.

Кривые объемной ползучести и восстановления сферопластика при программных режимах нагружения

ш, 10 0,6 0.6 У ^ ч

и ] __ Т7 А 1

0А А

0,6 1 / г" ё

р- г™ и/- 1 г-" •

и Г и = 1— к —— 0)

К 15 . О 5~6 9 1ГТЩ*С

программы изменение гидростатического давления во времени; кривые объемной ползучести и восстановления; точки - опыт.

а -б -

— расчет.

Рис. 8

\

Для исследованного сферопластика в диапазоне реализованных давления на всех ступенях изменения наблюдалась объемная ползучесть. После снятия давления накопленная объемная деформация полноотью релаксировала.

В пятой главе представлен общий зад уравнения плаяучости, заключавшегося в том, что подъемная сила долина быть по модулю больше силы тяжести аппарата:

Уфрйо. (5)

гдо\!э<р:% - подъемная сила; \/з<р. _ эффективный объем блоков плавучести, способный провести работу по подъему аппарата.

Дифференциальное уравнение движения глубоководного ¿гаара-та с учетом силы сопротивления имеет вид:

М-&)-К81Г, «>

гд&/(32Г- сила сопротивления зодк; л - численный коэффициент; & - площадь горизонтальной проекции аппарата; 2Г - скорость движения.

Зффоктивный объем блоков плавучести представляет собой разность мезду исходным объемом и потерями в связи с водопоглощени-ем, мгноьенноупругим деформированием и объемной ползучесгьэ от действия гидростатического давления:

Узда = Уо ~(РУм.у. -(Г^лаг. С7)

Суммарный эффективный объем, потерянный вследствие водо-поглощения, определится в соответствии с (3) и (4) как

Потеря объема блоков плавучести вследствие мгновенноупруго-го деформирования определится по выражению:

Для определения влияния объемной ползучести на плавучий

об '.еи закон вязкоупр/гого деформирования принят в виде:

¿У \ /6У

Сю)

Ядро определялось в виде суммы экспонент :

• ЗУ п

Константы </1:" и ^/Ус определялись графически по рис. 9.

Хорошая аппроксимация опытных данных функции давления достигается с помощью соотношения."

СП)

(12)

Знвчения постоянных уравнений (II) и (12) представлены в таблице. Таблица

зависимость для

О_45

а

от времени

100 МПа

90 135 МО*с

Рис. 9

Потери плавучего объема вследствие вязкоупругого деформирования определялись по выражению 5 ^

Мло*+с(т$]]&{еаз)

В работе даны конкретные рекомендации по применению обобщенного уравнения плавучести к глубоководным аппаратам с большим диапазоном варьирования маосогабаритных характеристик и параметров всплытия, а также приведены примеры расчета.

Оценка нижнего предела прочности сферог/ластика при объемном напряженном состоянии проводилась по результатам опытов на одноосное сжатие.

Повышенная удельная прочность материала блоков плавучести достигается за счот кысоких напряжений во включении. На основании опнтоз по изучению распределения микросфер г.о диаметрам з

■

сферопластике оцэнена гидростатическая прочность материала по сопоставлению продельного напряжения, возникающего в стенке сферы, работающей в условиях полярной симметрии, со справочной величиной предела прочности применяющегося стекла.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ И ВЫВОДЫ

1. Для глубоководных аппаратов с заданными эксплуатационными параметрами получено уравнение, позволяющее определить эффективный объем, которым должны обладать блоки плавучести из сфэро-пластика при всплытии.

2. Указанный эффективный объем отличается от исходного объема блоков плавучести в сухом состоянии на воздухе, т.к. под действием гидростатического давления происходит мгновенно и вяз-коупругоз деформирование сферопластика и, кроме того, объемное водопоглощениэ, исключающее заполненный водой материал из эффективного объема, определяющего подъемную силу.

3. Все три поправки к исходному объему блокоя плавучости связаны с деформируемостью сферопластика под гидростатическим давлением во времени, а также водопоглоц^нием и подлежат расчету. Соответствующие расчетные зависимости строятся на основе обобщенных экспериментальных данных.

4. Соответствующие экспериментальные исследования были

• предварительно спланирован«, а затем проведены на образцах- сферопластика с использованием камеры высокого давления и стандартных испытательных кагаин. Ка основе обобщения полученных данных определен модуль мгновенноупругого деформирования сферопластика, уравнение наследственного типа, описывазщее объемную ползучесть под действием гидростатического давления и уравнение водопогло-дения с параметрами, определяющими поведение исследуемого материала.

5. Таким образом, каждая из трех поправок к исходному объему сферопластика может быть заранее рассчитана при заданных, эксплуатационных условиях по разработанной нами методике, после чего может быть установлен необходимый для всплытия исходный объем сухого сферопластика. Работа содержит графическое представление решения требуемой задачи в широком диапазоне весов глубоководных аппаратов и времени пребывания под водой.

Методика расчета поправок к эффективному плавучему объему продемонстрирована на примерах с реальными параметрами аппарата. Приведенная методика расчета к сфоропластикам применена, по-видимому, впервые.

б. Произведена "оценка прочности сферопластика, работавшего под высоким*гидростатическим давлением, по результатам испытании при линейном напряженном состоянии.

ПУШКАМИ

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Чубенко Е.i>. Использование ротатабельного центрально-композиционного плана при планировании экспериментов по исследованию водонасыщания полимеров //Гез. докл. К краевой научно--техническоД конференции "Роль науки в повышении эффективности производства". - Владивосток, I9Ö9, с. 31.

2. Чубенко Е.&. Объемная ползучесть сферопластиков под действием гидростатического давления //Сб. науч. тр. /Дальневосточный технологический ин-т. - Владивосток, 1990. Проблемы повышения эффективности СБ, с. 48-53.

3. Чубенко Е.5. Зодопоглоцениэ синтактиков под действием гидростатического давления с приложением к расчету плавучести //Сб. науч. тр. /НТО им. акад. А.Н.Крылова. - Ленинград, Судостроение , 1991. Механика и технология полимерных и композиционных материалов и конструкций, вып. 510, с. 37-43.

4. Павлов П.А., Чубенко Е.§. Применение синтактиков для обеспечения плавучести глубоководных аппаратов //Сб. науч. тр. /НТО им. акад. А.Н.Крылова. - Ленинград, Судостроение, 1991. Механика и технология.полимерных и композиционных материалов и конструкций, вып. 510, с. 44-50.

Подписано к печати Заказ •¿£■5'

Отлочатано на ротапринте ДЗТЙ

Тираж 100 экз. Объем I п.л. Бесплатно