автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Прогнозирование деформационных свойств полиамидных тканей для парашютных куполов как средство их технологического отбора

Зурахов Владимир Сергеевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИАМИДНЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ПАРАШЮТНЫХ КУПОЛОВ КАК СРЕДСТВО ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОТБОРА

Специальность:

05.19.01 - материаловедение производств текстильной и легкой промышленности

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 3 ИЮН 2011

Санкт-Петербург 2011

4850918

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна"

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Макаров Авинир Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Щербаков Виктор Петрович

доктор технических наук, профессор

Цобкалло Екатерина Сергеевна

Ведущая организация: ООО Институт технических сукон,

г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится "30" июня 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18, ауд.

Текст автореферата размещен на сайте СПГУТД: http :/www. sutd.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18

Автореферат разослан "30" мая 2011 г.

241.

Учёный секретарь диссертационного сове

А.Е.Рудин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы обоснована необходимостью изучения деформационных свойств материалов, применяемых в качестве куполов парашютов, где используются полиамидные ткани. При эксплуатации указанные материалы, как правило, подвергаются большим нагрузкам, действующим в течение малых времен. При этом максимальная эксплуатационная нагрузка принимает значения до 30% от разрывного усилия. Работоспособность куполов парашютов, в основном, определяется деформационными свойствами используемых технических тканей. Исследование деформационных свойств указанных материалов составляет одну из основных задач текстильного материаловедения, так как на основе его производиться отбор материалов, обладающих оптимальными качествами по критериям эксплуатации, надежности и физико-механических характеристик. Современные методы оценки деформационных свойств и прогнозирования деформационных процессов основаны на математическом моделировании одноименных процессов, которое возможно лишь на основе учета экспериментальных данных. Для моделирования деформационных свойств часто бывает достаточным проведение кратковременного эксперимента, что, несомненно, облегчает и удешевляет исследования. Выборочный повторный эксперимент бывает необходим для подтверждения адекватности построенной математической модели деформационных свойств и определения степени достоверности прогнозирования одноименных процессов.

Известные и широко применяемые в настоящее время методики прогнозирования деформационных процессов синтетических волокон и нитей не всегда применимы для исследования аналогичных свойств текстильных материалов более сложной макроструктуры - технических тканей. Указанная сложность исследования вызвана тем, что механическое поведение таких материалов зависит не только от деформационных свойств образующих материал нитей, но и от структуры переплетения нитей в материале и других геометрических факторов.

Особую актуальность имеет исследование и прогнозирование деформационных свойств парашютных куполов, относящихся к классу вязкоупругих твердых тел, в области действия неразрушающих нагрузок, близких к условиям их эксплуатации, т.к. для эксплуатации парашютов первоочередную роль играет его надежность, исключающая разрушение парашюта силовыми нагрузками. Такие исследования возможны на основе математического моделирования процессов деформирования, которые включают в себя как вязкоупругую релаксацию, так и вязкоупругую ползучесть.

Разработка численных методик расчета деформационных процессов парашютных куполов и, на их основе, компьютерных программ неразрывно связано с решением задач по сравнительному анализу свойств материалов, с исследованиями взаимосвязи свойств со структурой, с целенаправленным технологическим регулированием свойств, а также с прогнозированием кратковременных и длительных механических воздействий.

На изучаемые деформационные свойства парашютных куполов оказывают влияние различные факторы. Среди них основными являются: температурные воздействия, влажность, различные погодные условия, а также уровни и длительности механических воздействий.

Для сравнительного анализа и прогнозирования деформационных свойств парашютных куполов необходима разработка адекватной математической модели на основе физически обоснованного аналитического описания вязкоупругости. Следует заметить, что изучение механических свойств парашютных куполов, проявляющихся в условиях эксплуатации, гораздо сложнее, чем измерение только лишь разрывных характеристик, по которым нельзя получить полноценную объективную оценку свойств материала. Особую ценность имеет решение задачи прогнозирования деформационных процессов для парашютных куполов, когда помимо сопоставления их механических свойств, приходится учитывать и условия эксплуатации.

Появление современных материалов для изготовления парашютных куполов обосновывает поиск новых математических моделей деформационных свойств и применение для их исследования соответствующих компьютерных методов обработки экспериментальной информации. Создание новых методов исследования механических свойств парашютных куполов способствует повышению достоверности прогнозирования деформационных процессов.

Работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 -2013 годы в соответствии с тематикой государственных контрактов:

- 16.740.11.0082 "Разработка и исследование новых видов авиационных материалов на основе конструкционных композитов с повышенной удельной прочностью и жесткостью";

- 16.740.11.0143 "Научные основы моделирования деформационных свойств полимерных композиционных материалов в условиях переменной температуры";

16.740.11.0265 "Разработка термопластичных гибридных композиционных авиационных материалов с повышенной удельной прочностью и жесткостью";

- 16.740.11.0300 "Математическое моделирование и компьютерное прогнозирование вязкоупругости композиционных материалов повышенной деформационной жесткости";

- 16.740.11.0382 "Разработка научных основ и новых методов прогнозирования деформационных свойств наномодифицированных полимерных материалов на основе учета конфомационно-энергетических релаксационных и деформационных переходов";

Цель работы состоит в разработке комплекса компьютерных методов исследования вязкоупругих свойств и прогнозирования деформационных процессов полимерных тканей парашютных куполов на основе математического моделирования вязкоупругости для осуществления целенаправленного технологического отбора материалов, обладающих

наилучшими свойствами по критериям эксплуатации, надежности и соответствия заданным физико-механическим характеристикам.

Основными задачами исследования являются:

- разработка компьютерных методик прогнозирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов полимерных тканей для парашютных куполов;

- разработка программного обеспечения, позволяющего производить расчет упругих и вязкоупруго-пластических компонент деформации, а также, соответствующих им компонент механической работы деформирования полимерных тканей для парашютных куполов;

- сравнительный анализ вязкоупругих свойств полимерных тканей для парашютных куполов и выявление влияния геометрических характеристик, линейной плотности, способа переплетения нитей, компонентного состава и других факторов на их деформационные свойства.

Методы исследования. Теоретической и методологической основой исследования явились классические и современные научные представления, разработки и положения, применяемые в текстильном материаловедении с использованием закономерностей, изложенных в физике, физико-химии полимеров, механике и термодинамике. Широко используются различные математические методы (интегральные уравнения, уравнения математической физики, численные методы и др.), а также методы вычислительной математики и информатики.

Научная новизна работы состоит:

- в разработке компьютерных методик прогнозирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов полиамидных тканей для парашютных куполов на основе математического моделирования вязкоупругости по результатам кратковременных экспериментов в режимах простой релаксации и простой ползучести;

- в разработке компьютерных методик разложения полной деформации и механической работы деформирования полиамидных тканей для парашютных куполов на упругую и вязкоупруго-пластическую компоненты на основе математического моделирования вязкоупругости по результатам кратковременных экспериментов в режимах простой релаксации и простой ползучести;

- в разработке программного обеспечения (см. список официально зарегистрированных программ [7-18]), являющегося составной частью целостного комплекса программ по прогнозированию релаксационных, деформационных и восстановительных процессов полиамидных тканей для парашютных куполов, а также по разложению их полной деформации и механической работы деформирования на упругую и вязкоупруго-пластическую компоненты;

- в разработке рекомендаций по целенаправленному технологическому отбору полиамидных тканей для парашютных куполов, обладающих заданным физико-механическим характеристикам, в зависимости от линейной плотности нитей и поверхностной плотности тканей, способа переплетения нитей и

компонентного состава.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработаны методики и соответствующее программное обеспечение, позволяющие производить:

- прогноз релаксационных, деформационных и восстановительных свойств полиамидных тканей для парашютных куполов;

- расчет компонент деформации и полной механической работы деформирования полиамидных тканей для парашютных куполов с целью получения рекомендаций по их применимости в парашютных системах того или иного класса, в зависимости от преобладания упругих или вязкоупруго-пластических свойств;

- технологический отбор полиамидных тканей для парашютных куполов, обладающих заданными физико-механическими свойствами, по расчетным параметрам математической модели вязкоупругости, зависящим от компонентного состава, линейной плотности нитей, поверхностной плотности тканей, геометрических характеристик и других факторов.

Материалы диссертации используются в учебном процессе и в научных исследованиях СГГГУТД, а также при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: V Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений", 2010, Тамбов; Всеросийская научная конференция молодых ученых "Инновации молодежной науки", 2011, С.-Петербург.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, среди которых 3 статьи в рецензируемых журналах из "Перечня ВАК РФ...", 12 свидетельств об официальной регистрации программ в Российском агентстве по патентам и товарным знакам.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы (185 наименований) и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 126 страницах машинописного текста, иллюстрировано 28 рисунками и содержит 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности развиваемого научного направления, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

В основе исследования физико-механических свойств и прогнозирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов полиамидных тканей для парашютных куполов лежит математическое моделирование вязкоупругости на основе данных краткосрочного эксперимента в режимах простой релаксации и простой ползучести. Одним из развиваемых в СПГУТД вариантов математического моделирования вязкоупругости полимерных материалов является вариант, основанный на аналитической аппроксимации экспериментальных "семейств" кривых

релаксации и ползучести различивши нормированными релаксационными функциями и функциями запаздывания по логарифмической шкале приведенного времени. С увеличением разнообразия полимерных материалов, обладающих той или иной молекулярной и надмолекулярной структурой, и проявляющих, в силу этого, те или иные деформационные свойства, увеличивается и число математических моделей, учитывающих ту или иную специфику. В работах (Сталевич A.M., Демидов A.B., Макаров А.Г.) рассматривается целый спектр математических моделей, основанных на аппроксимации экспериментальных "семейств" релаксации и ползучести различными нормированными функциями. Выбор для такого моделирования нормированных функций достаточно широк, но не все из них дают положительные результаты. Например, если для математического моделирования вязкоупругости полимерных материалов относительно простой макроструктуры типа нитей и волокон достаточно использовать в качестве нормирующей функции интеграл вероятности или нормированный гиперболический тангенс, то для полимерных материалов сложной макроструктуры, к которым следует отнести полиамидных ткани для изготовления парашютных куполов, целесообразно использовать функцию нормированный арктангенс логарифма приведенного времени (НАЛ), которая задает вероятностное распределение Коши, главным достоинством которого является свойство замкнутости относительно операции сложения случайных величин (то есть сумма случайных величин, распределенных по закону Коши, также распределена по этому закону). Из этого важного свойства закона распределения Коши следует, что деформационные процессы как составных частей полиамидных тканей, используемых в парашютных куполах (нитей, волокон), так и самих тканей в целом, могут быть описаны одной и той же математической моделью, в основе которой лежит функция НАЛ, что удобно и существенно упрощает процесс математического моделирования вязкоупругости.

Одним из основополагающих достоинств, рассматриваемой математической модели вязкоупругости, является выполнение требования к наименьшему числу параметров-характеристик модели и их физическая обоснованность. К тому же рассмотренная модель вязкоупругости обладают достаточной простотой, достигаемой за счет учета нелинейности в интегральных ядрах релаксации и запаздывания (времена релаксации и запаздывания вводятся как параметры модели), а не за счет усложнения самого интегрального ядра.

В первой главе дается обзор научной литературы по тематике диссертации. Приводятся известные подходы к исследованию деформационных свойств полимерных материалов (Колтунов М.А., Работнов Ю.Н., Ржаницин А.Р.). Описаны варианты моделирования вязкоупругих свойств и прогнозирования деформационных процессов в зоне действия неразрушающих механических воздействий (Кукин Г.Н., Николаев С.Д., Романов В.Е., Соловьев А.Н., Щербаков В.П., Труевцев H.H.). Указаны аспекты применения математических методов (Больцман С., Вейерштрасс К.,

ВольтерраВ., Лаплас П., Максвелл Дж.) и вычислительной техники при исследовании деформационных свойств полимерных материалов.

Во второй главе дается описание объектов исследования - полиамидных нитей (табл.1) и полиамидных тканей для парашютных куполов (табл.2).

Таблица 1 - Технические характеристики полиамидных нитей

Линейная плотность, текс Удлинение при разрыве, % Разрывное напряжение, ГПа

3,3 13,2 0,98

4,0 14,8 1,04

5,0 17,0 1,10

15,6 14,5 0,93

29,0 13,8 0,87

Таблица 2 - Технические характеристики полиамидных тканей

Условное обозначение Линейная плотность нити, текс Разрывная нагрузка, Н Удлинение при разрыве % Переплетение нитей

Т-1 3,3 227 19 Саржа 1/2

Т-2 3,3 245 20 Полотняное

Т-3 4,0 353 18 Саржа 1/2

Т-4 4,0 381 19 Полотняное

Т-5 5,0 413 23 Саржа 1/2

Т-б 5,0 413 23 Саржа 1/3

Т-7 5,0 461 24 Полотняное

Т-8 15,6 961 26 Саржа 1/2

Т-9 15,6 961 26 Саржа 1/3

Т-10 29,0 1922 22 Саржа 1/3

В главе описывается также приборная база - устройства, с помощью которых проводились испытания образцов в режимах релаксации, ползучести и растяжения с постоянной скоростью. Приводятся разработанные методики расчета характеристик релаксации и ползучести, а также, созданное на их основе, программное обеспечение.

Математическое моделирование вязкоупругости полиамидных тканей для парашютных куполов и образующих их нитей, изучаемых в работе, проводилось на основе нескольких релаксационный функций и функций запаздывания (ползучести).

Математические модели вязкоупругости полиамидных тканей для парашютных куполов и образующих их нитей на основе функции НАЛ имеют вид

/ /

1

£гг( = Е0

(Е0-Ео„)■

1 1

—I- —arctg 2 л

ы | -Ч+гп

(1)

для релаксации и

Dat~D0 + {Dn-D0\

1 1

— н—arctg 2 n

1

in\ L\ + i„{1l

(2)

для ползучести, где t - время, llbnE - параметр интенсивности процесса релаксации, //¿ла. - параметр интенсивности процесса ползучести, те - время релаксации (время за которое проходит половина процесса релаксации при величине деформации s), та - время запаздывания (время за которое проходит половина процесса ползучести при величине напряжения a), Eel = а/s -модуль релаксации, Ед - модуль упругости, Ех - модуль вязкоупругости, Dat=sja - податливость, D0 - начальная податливость, ДЛ - предельная равновесная податливость, s - деформация, а = F/S - напряжение, F - усилие при растяжении, S - площадь поперечного сечения образца, tj - базовое время.

В табл.3 и табл.4 приведены характеристики релаксации и ползучести полиамидных тканей для парашютных куполов и образующих их нитей, рассчитанные на основе математических моделей (1), (2).

Таблица 3 - Расчетные характеристики релаксации и ползучести полиамидных

нитеи

Линейная плотность, текс Е0, ГПа Ех,ГПа цъпе D0, ГПа' Da,ГПа1 1/Ь„*

3,3 3,93 1,27 0,417 0,254 0,787 0,626

4,0 3,47 1,38 0,413 0,288 0,725 0,619

5,0 2,86 1,54 0,410 0,350 0,649 0,614

15,6 2,49 1,61 0,367 0,401 0,621 0,551

29,0 2,28 1,68 0,319 0,439 0,595 0,479

Таблица 4 - Расчетные характеристики релаксации и ползучести полиамидных

тканей

Тип ткани E0F ,кН EJ?,KH 1/Ьпе D0-F-\KH' ГЪ^.кН-' Фпа

Т-1 31,4 14,2 0,416 0,0318 0,0704 0,619

Т-2 38,2 19,2 0,471 0,0262 0,0521 0,664

Т-3 33,2 17,8 0,382 0,0301 0,0562 0,527

Т-4 48,3 21,6 0,427 0,0207 0,0463 0,638

Т-5 35,9 19,3 0,267 0,0279 0,0518 0,386

Т-6 36,7 18,2 0,278 0,0272 0,0549 0,397

Т-7 51,7 19,1 0,396 0,0193 0,0524 0,546

Т-8 49,8 21,5 0,212 0,0201 0,0465 0,327

Т-9 54,8 21,3 0,216 0,0182 0,0469 0,338

Т-10 58,2 17,8 0,209 0,0172 0,0562 0,314

Использование нормированной функции НАЛ в качестве основы математической модели вязкоупругости, позволяет с достаточной степенью

точности моделировать деформационные свойства парашютных куполов и нитей из которых они образованы. Указанное моделирование расширяет деформационно-временные и сило-временные границы прогнозирования деформационных процессов за счет достаточно медленной сходимости функции НАЛ к своим асимптотическим значениям. Аналитическое задание функции НАЛ и принадлежность ее к классу элементарных функций упрощает дифференциально-интегральные преобразования в рамках рассматриваемой математической модели и облегчает процесс нахождения вязкоупругих характеристик.

В третьей главе рассмотрено прогнозирование релаксационных, деформационных и восстановительных процессов на основе интегральных соотношений Больцмана-Вольтерра.

Интегральные соотношения, посредством которых проводилось указанное прогнозирование на основе математических моделей (1), (2), имеют вид

ОТ, = Е0е,-(Е0 - ¡ев ■ ——--"

* °пе о 1 + И7/,,-в ' ~ в

для релаксационных процессов и

(5)

о ¿ + К.,-е

для деформационных и восстановительных процессов, где

цг = 1 "я

Преимущество применения для моделирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов интегральных соотношений (3), (4), как следствие математических моделей (1), (2), состоит в возможности расширения области доверительного прогнозирования в сторону "больших" (длительные процессы) и в сторону "малых" времен (кратковременные процессы) с уменьшением погрешности прогноза за счет снижения влияния квазимгновенного фактора деформирования в начале процесса. Прогнозирование вязкоупругого поведения материала на "малые" времена особенно важно для эксплуатации парашютных куполов, так как от момента раскрытия парашюта (начала деформационного процесса) во многом зависит безопасность и жизнь парашютиста. Прогнозирование релаксационных, деформационных и восстановительных процессов на "большие" времена также актуальна, так как позволяет определить степень надежности парашюта при затяжных прыжках и при спуске на парашютах тяжелой техники.

Разработанные методы вычисления интегралов, входящих в соотношения (3), (4), с учетом специфики математических моделей (1), (2) и соответствующее программное обеспечение опробованы на различных видах релаксационных, деформационных и восстановительных процессов. Близость расчетных точек к экспериментальным значениям наблюдается для всех рассмотренных материалов (рис.1, рис.2).

-,¡«1 о-

-3

-г--2

1!л-

-1

1

2

Рисунок 1 - Релаксационный процесс Рисунок 2 - Процесс ползучести при при различной деформации ткани Т-5, различной нагрузке ткани Т-5, Т = 20°С (линии - эксперимент, Т = 20°С (линии - эксперимент, * - расчетные значения). * - расчетные значения).

В четвертой главе рассмотрены компьютерные методики разделения полной деформации и механической работы деформирования на компоненты. Хотя такое разделение весьма условно, но оно позволяет проанализировать упругие и вязкоупруго-пластические свойства материалов. С одной стороны, парашютные купола должны обладать упругой составляющей деформации, обеспечивающей быстрое восстановление их упруго-деформационных свойств, а с другой стороны, наличие вязкоупруго-пластической составляющей деформации позволяет гасить вредные механические воздействия на организм парашютиста и на спускаемую с парашютом технику, уменьшая силовые перегрузки.

Предлагается следующее разложение полной деформации е, на упругую е и вязкоупруто-пластическую е,р компоненты на основе интегрального соотношения (3):

0-*.

1 + К2, 1

• 1л. /

(5)

.и

I

(6)

} ГС ьпс ! 1 + ГГ..

Компьютерные методики разделения полной деформации на компоненты основаны на численном расчете процессов растяжения парашютных куполов (5), (6).

На рис.3 приведены данные по разделению полной деформации е1 на упругую и вязкоупруго-пластические компоненты. Из графиков видно, что с ростом полной деформации доля упругой деформации сокращается, а доля вязкоупруго-пластической деформации возрастает. Наибольшая потеря упругих свойств с ростом деформации наблюдается у ткани Т-1, а наименьшая - у ткани Т-10.

Рисунок 3 - Относительная доля упругой деформации Су/е/ (ось ординат) при

деформировании полиамидных тканей для куполов парашютов в зависимости от полной деформации £(, % (ось абсцисс) рассчитанная по процессу равномерного растяжения со скоростью деформирования с-0,083 с1 при температуре Т = 20°С (пунктир - исходная ткань; сплошная линия - ткань после обработки ультрафиолетом в течение 240 часов)).

На изучаемые полиамидные ткани существенное влияние оказывает солнечный свет. Из рис.3 видно, что после облучения ультрафиолетом ткани несколько теряют упругие свойства. Наибольшие потери упругих свойств, при воздействии ультрафиолетового излучения, наблюдаются у ткани Т-5, а наименьшие - у ткани Т-3.

Пятая глава посвящена применению методов, разработанных в диссертационной работе для решения практических задач технологического отбора полиамидных тканей для парашютных куполов, обладающих заданными физико-механическими свойствами.

Проведенный сравнительный анализ деформационных характеристик полиамидных тканей, применяемых для изготовления парашютных куполов, выявил влияние переплетения нитей, линейной плотности нитей, ультрафиолетового излучения тканей на их деформационные свойства.

Сравнивая расчетные деформационные характеристики (табл.4) образцов полиамидных тканей для парашютных куполов, образованных из нитей разной линейной плотности, при прочих однотипных условиях, получаем, что наиболее интенсивно деформационные процессы протекают у ткани Т-2 (,1/Ьт ~ 0,47), а наименее интенсивно - у ткани Т-10 (¡/Ьт к 0,21).

Отличительной чертой парашютных куполов изготовленных из ткани Т-10 (рис.3) является преобладание упругой составляющей деформации над вязкоупруго-пластической. На практике это означает, что такие куполы медленнее изнашиваются, "пружинят" на раскрытии.

Для тканей же Т-1 и Т-3 (рис.3) мы видим обратное - вязкоупруго-пластическая деформация преобладает над упругой (уже при деформировании более, чем на 2 %). Это означает, что парашюты быстрее изнашиваются, но они заметно смягчают момент раскрытия, что более комфортно для парашютистов.

В работе проанализирована также зависимость деформационных свойств полиамидных тканей для парашютных куполов от типа переплетения нитей. Например, сравнивая ткани (табл. 4) одного компонентного состава, но разного типа переплетения нитей, видим, что для тканей с полотняным переплетением деформационные процессы идут более интенсивно, чем с саржевым. Из табл.4 также видно, что чем меныце линейная плотность нитей - тем более интенсивно проходят деформационные процессы, что сказывается на маневренности парашютов. Поэтому рекомендуется маневренные и высокоскоростные парашюты оснащать более тонкими куполами, несмотря на их более быстрый износ.

Применение разработанных методов на практике заметно упрощается благодаря автоматизации вычислений с помощью соответствующего программного обеспечения. Объединение про1рамм в единый программный комплекс с общим интерфейсом определяет их универсальность и возможность параллельного использования при моделировании деформационных свойств полимерных тканей для парашютных куполов.

ВЫВОДЫ

1. Разработанные компьютерные методики прогнозирования релаксации и ползучести полиамидных тканей, применяемых в парашютных куполах, позволяют с большой степенью точности рассчитывать характеристики релаксации и ползучести - основные параметры для дальнейшего прогнозирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов.

2. Разработанные компьютерные методики прогнозирования релаксационных, деформационных и восстановительных процессов полиамидных тканей, применяемых в парашютных куполах, позволяют с большой степенью надежности прогнозировать указанные процессы парашютных куполов, что подтверждено данными эксперимента.

3. Разработанные компьютерные методики разделения полной деформации на упругие и вязкоупруго-пластические компоненты позволяют производить оценки упругих и вязкоупруго-пластических свойств полиамидных тканей, применяемых в парашютных куполах, икающих важную роль при технологическом отборе материалов, обладающих требуемыми деформационными качествами.

4. Разработанные компьютерные методики определения деформационных характеристик полиамидных тканей, применяемых в парашютных куполах, позволяют производить технологический отбор материалов и давать рекомендации по их техническому использованию.

5. Согласно проведенного сравнительного анализа деформационных свойств выявлено, что:

- для изготовления куполов легких, маневренных парашютов наиболее подходят полиамидные ткани, изготовленные из нитей с меньшей линейной плотностью;

- для спуска тяжелой техники и грузов наиболее подходят парашюты с куполами, изготовленными из полиамидных тканей с полотняным переплетением нитей;

- купола парашютов, изготовленных из тканей с большей линейной плотностью нитей являются наиболее долговечными, но наименее пластичными, а купола парашютов, изготовленных из тканей с меньшей линейной плотностью нитей, хотя и являются менее долговечными, но обладают большей пластичностью и, тем самым, создают более комфортные условия для спуска людей, что особенно актуально, например, для тех кто выполняет прыжок с парашютом в первый раз.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Статьи в рецензируемых журналах, входящих в "Перечень ВАК РФ":

1. Зурахов, B.C. Высокоскоростное деформирование одноосно ориентированных полимерных материалов [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Дизайн. Материалы. Технология. -2011. -№2(17). -с. 95-98.

2. Зурахов, B.C. Вариант оценки поглощаемой механической работы при деформировании полимерных материалов [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, C.B. Рыбачук, Н.Г. Ростовцева//Дизайн. Материалы. Технология. - 2011. - № 3(18).-с.68-72.

3. Зурахов, B.C. Прогнозирование процессов обратной релаксации полимерных материалов [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева // Известия вузов. Технология легкой промышленности. - 2011. - № 2. - с. 58-62.

Другие публикации:

4. Зурахов, B.C. Взаимообратимость интегральных ядер релаксации и ползучести при линейности вязкоупругих свойств полимерных материалов [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Вестник СПГУТД. Серия 1. Естественные и технические науки. - 2011. - № 1. - с. 69-72.

5. Зурахов, B.C. Изучение пластичности и упругости полимерных материалов [Текст] / B.C. Зурахов // Материалы V Международной конференции "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений". -Тамбов, 2010.-с. 102-103.

6. Зурахов, B.C. Вариант прогнозирования деформационных процессов полимерных парашютных строп [Текст] / B.C. Зурахов // Материалы Всеросийской научной конференции молодых ученых "Инновации молодежной науки". - С.-Пб., 2011.-е. 96-97.

Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ:

7. Зурахов, B.C. Определение характеристик релаксации одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C.

Зурахов, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, С.В, Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612735. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. -№ 2.

8. Зурахов, B.C. Определение характеристик ползучести одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612732. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

9. Зурахов, B.C. Вычисление спектра релаксации одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612731. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Про1раммы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

10. Зурахов, B.C. Вычисление спектра запаздывания одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612733. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

11. Зурахов, B.C. Согласованное определение характеристик вязкоупругости одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, E.H. Артемьева, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612736. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

12. Зурахов, B.C. Системный анализ устойчивости параметров вязкоупругости одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, E.H. Артемьева, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612734. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

13. Зурахов, B.C. Определение доверительной области прогнозирования нелинейно-наследственной вязкоупругости одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, E.H. Артемьева, Н.Г. Ростовцева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612737. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

14. Зурахов, B.C. Определение пластической компоненты деформации одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, E.H. Артемьева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612738. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

15. Зурахов, B.C. Определение упругой компоненты деформации одноосно

yb

ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, А.Г. Макаров, E.H. Артемьева, C.B. Киселев, C.B. Рыбачук // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612739. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

16. Зурахов, B.C. Оптимизация моделирования релаксации одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, A.B. Демидов, E.H. Артемьева, И.В. Абрамова, C.B. Киселев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612729. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

17. Зурахов, B.C. Оптимизация моделирования ползучести одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, A.B. Демидов, E.H. Артемьева, И.В. Абрамова, C.B. Киселев // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612730. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

18. Зурахов, B.C. Оптимизация моделирования вязкоупругости одноосно ориентированных полимерных материалов при переменной температуре [Текст] / B.C. Зурахов, A.B. Демидов, E.H. Артемьева, И.В. Абрамова, C.B. Киселев И Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011612728. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.05.2011. Опубликовано: Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. -2011. - № 2.

Подписано в печать 23.05.2011. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 0,9. Формат 60 х 84 1/16. Тираж 100 экз. Заказ № 47 Отпечатано в типографии СПГУТД 191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, д.26