автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка технологии изготовления металло-полимерных узлов энергетического оборудования с учетом напряженно-деформированного состояния применяемых композитов

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи .

ЗЕРЩКПВ Константин Юрьевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЯО-ГШИМЕРКЫХ УЗЛОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С УЧЕТОМ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИМЕНЯЕМЫХ КОМПОЗИТОВ.

Спещаакость С5.02.01 -Материагюзедэние в машиностроения

(пршьшшенность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

4

Волгоград, 1994 г.

Работа выподкехз на к..игталлосэдвкиа Волгоградского государственного таш:»аскэго университета,

Научный рукоЕодихолг - доктор технических каук, профессор Трыкоь Юрий Паалошч.

Офщялыше оппонента; доктор тезшчааких наук, профессор

Рубанчик ЮлиЯ Израияович , кандидат технических наук Будыгии Аяахсэддр Соргевдич

Вздувал организация - Золмокая ТЗЦ-2 ПЭО "Волгоград'знерги".

3адата состоится марта 1934г в Ю.ООка заседают спе-циалиэированного ооветз Д 063.76.03. в Волгоградском государственной техническом университете в ауд 209 по адресу: 400068 г.Волгоград-66 пр.Лвяина, 28, ЕолгГТУ.

С дисаэртацией можно овнакошяься в научно-технической бай-диотвке Волгоградского т#хничвскога уиивероитага.

«Лвторефраз? разослан: " А4Щ февраля 1994 г.

Ученый секрета?! опецйашшрог&гшого совета

, у" '^С-г ЛЫСЗД Б.К.

к

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ, актуальность теш. Освоение энергонасыщенных, высокогехноло-: производств и прогрессивных технологий стимулирует разрэ-и создание новых наукоемких материалов с уникальными или шнши свойствами. Обладающие ими композиционные материалы з значительной степени определяют прогресс машиностроения. В о этим, их разработка и промышленное освоение в 1.5-2 раза (¿ют производство' традиционных материалов. Так, среднегодо-:рирост объема производства композитов на основе пластмасс зляет в том числе изделий с полимерными покрытиями -£ ,тогда как прирост производства пластмасс равен 11%. Такое жение обусловлено возможностью реализации уникальных олу-< свойств, а также высокими экономическими, эргономическими ¡гогическкш преимущества«! ,КМ.

1оследние десятилетия характеризуются приоритетным развитием всдства КМ. Однако, в силу большого разнообразия материалов, ^акторности процессов их получения и эксплуатации до сих пор алось создать нздежнае методики прогнозирования кх служебных тв по известным характеристикам структурных элементов. Не а и обратная задача о возможности реализации в КМ заданного екса физических и деформационно-прочностных свойств. Таким ом, с целью практического решения указанных задач, существу-рьезные стимулы для разработки новых теоретических представ-о КМ.

Цель настоящей работы - разработка технологий изготовления энергетического оборудования на основе создания инженерных ;св оптимального проектирования конструкции и технологии из-щекия КМ, базирующихся на изучении одного из важных вопросов лжи Ш - установление основных закономерностей формирования, •тное определение остаточных напряжений и деформаций (ОН и ¡еталлополиыерных слоистых композитов.

Для достижения указанной цели в работе были реаены следующие ш. На основе представлений о кинетике образования адгезион-:вязей в системе иатадл-палшэр разработана модель формирова-шряженно-деформированного состояния (НДС) мехашополимерных >аитов. Разработаны расчетные методики оценки величины а »деления одно- и двухосных остаточных напряжений и деформа-в слоистых композитах. Проведена экспериментальная проверка шшх зависимостей и выявлены основные факторы, определяющие

уровень и распределение остзточных напряжений к деформаций. Ис ледованы устойчивость остаточных напряжений_во времени и их ваа моевязь о адгезионной, прочностью соединения. Разработаны принци оптимизации конструкции и технология изготовлена двухслойных К которые реализованы при разработке технологии нанесения корроз онно- и износостойких покрытий на изделия сложней конфигурации.

Научная новизна.Обоснованы причины, раскрыт механигм и пре; ложен метод расчета остаточных напряжений и деформаций в металл! полимерных композитах с учетом параметров.процесса я сеойсте сс( диняемых материалов, разработаны научно обоснованные рекомендащ по управляемому регулированию распределением остаточных налргш ний с целью повшеиия технологичности и эксплуатационной надел ности.создаваемых композиционных изделий.

Практическая ценность результатов. Получены зависимо™ пригодные для инженерных расчетов НДС в композитах. Разработан практические'рекомендации во проектированию и изготовления двухс лойных МПК. Применение выполненных разработок позволило внедрит техпроцессы изготовления полимерных покрытий на изделиях сложно конфигурации и ыеибрак из композиционных материалов, что обеспе чило получение экономического эффекта соответственно 370 руб/е, и 273 руб/ед в год в ценах 1990 г.

Апробация работ. Материалы диссертационной работы докладывались:

1. На научных конференциях Волгоградского подитехкичеокоп института 1989-1932 гг.

2. На УШ Всесоюзной конференции "Сварка, резка и обрайотк материалов взрывом". Минск, 25-27 сентября 1990-г.

3. На Всесоязной межвузовской научно-технической конференщ-я "Порошковая металлургия" Минск, 26-28 ноября 1991 г.

4. На межреспубликанских конференциях по прогрессивным методам получения конструкционных материалов.г.Волгоград, 1991, 1395 гг.

Б. На Всесоюзной научно-технической конференции "Композиционные материалы в конструкциях глубоководных технических средств". Николаев, 1991 г.

6. На объединенной сессии научного и координационного советов и Сиро совета главных сварщиков. Киев, 27-29 иоября 1990 г.

Публикации. Основные результата исследований во теме даосер-

- 5 - .

работы опубликованы в девяти печатных работах и одном свидетельстве.

ктура и объем работы. Дкссертацда состоит из чэтырех кдючения и трех приложений, 87 рксункоз, 19 таблиц. Спи-вной использованной литературы состоит из 102 накыенова-

рзой главе на основе анализа литературных данных, расс-ханигы формирования адгезионного соединения в системе еталл, изложены существующие методики расчета остаточных й в металлопсдимерных композитах и определены их возмож-денено влияние величины и характера распределения оста-" . лряяений на работоспособность практически актуальных в.

торой главе рассмотрена теоретическая модель формирова-яженно-деформированясго состояния и рагрзботачы методики статочных напряжен:!!! и деформаций в ыетзллополимерных к, а такие исследовано их послойное распределение при , конструктивно-технологических параметрах. >етьей глазе проведена экспериментальная проверка предло- . счетных методик и исследованы основные закономерности жия напряженно-деформированного состояния в зависимости »уктиэно-технологических факторов и физико-механических сомпскентоз. Изучены факторы, определявшие устойчивость а: напряжений и деформаций во времени. Ясследозакы ззви-СБязыазющке уровень здгееиокной прочности соединения ме-шер с параметра?.® напряженно-деформированного состояния 1.

;тверюй главе разработаны принципы оптимизации конструк-гхнологии получения двухслмяых композитов с целью снихе-зеннгас напряжений, рзгоаботаны практические рекомендации жасъншу нзлесешзо полимерны« покрытий на металлические

аошчении приведены выводы, отражающие основные регульта-1енкой работы.

¡шложении представлены программа расчета остаточных изя-и деформаций, отзьшы предприятий и расчеты ожидаемого еского эффекта от использования выполненных разработок.

- 6 -

СОДЕРЖАНИЕ РАЕОГЫ Имеющиеся данные, ш расчету и определению НДС в металлов мерных композитах малочисленны, косят зачастую качественный ракгер к не позволяют аналитически определять НДС. Это объясн ся сложностью явлений, происходящих при формировании композит первув очередь,' адгезионного взаимодействия, что выражаете многофакторности протекащих процессов к большом числе вза действуших факторов, что затрудняет количественную интерпрет, этих явлений. Для создания расчетной методики создавали ко; исследуемого явления с использованием методов теории упругосэт пластичности, базирующуюся на следующих допущениях: соедш полимера с металлом абсолютно жесткое; тешюфигические и мех: ческие характеристики материалов неизменны в процессе образовг •НДС; материалы имеют кривые деформирования идеально упругопязс ческого тела.

Общее решение задачи об одноосном напряженно-деформирован состоянии.

Ползгая, что основной причиной возникновения НДС являе различие температурных коэффициентов линейного расширения (ТК разнородных материалов, с учетом условия равновесия сист из двух прочно соединенных между собой пластин полимера (1) и таллз (2), получены следующие соотношения для остаточной дефор: дни и остаточных напряжений (6) в слоях:

в. ..........Еа Ьа!_

к выли-Шт-М (1)

где: й - радиус изгиба композиционной полосы,

Е1, Е2, Ы, 1т2,1Д,Ц!-модули упругости, толщины слоев, ТКЛР полимера и металла соответственно;

Т - характеристическая температура, зависящая от природы I лимеркого материала;

Тн - нормальная температура.

^•(ь.-дгг-ым^ ю

с, ,„_, = 4 (3)

где: €т«* - ыаксиЗаюше напряжения в слое; бтт - шшшалыше напряжения в слое. Методика эксперимента. Для экспериментального исследован НДС применяли видоизмененный консольный метод, заключающийся измерении радиуса изгиба или стрелы прогиба одномерной и двуме

щложки с нанесенный на нее покрытием? Адгезионную прочность >яли ез сдвиг слоев, а также путем отслоения под углом. 180°. еноструктурные исследования нз дифрактометре ДРОН -3.0 пропит для намерения степени кристалличности и физического уни-[, характеризующих дефектность структуры волимера после удар-1ЛНОЕОЙ обработки и границы раздела полимера о металлом. Решив напряжений в композитах изучали путем оценки изменений •са изгиба композита во времени. Исследования проводили на штах следующих составов:Ф-4-металл, СВШ1Э-металл, Истекло, ПП-металл. Б качестве металлических подложек ис-ювали алюминиевые сплавы АД и Д-16,медь г нагартованном и ином состояниях, СгЗ.

Влияние фиэико-механических свойств и геометрических харак-¡тик компонентов на НДС слоистых композитов. Для оценки дос-¡ности предложенной расчетной модели экспериментально изучено me на ОД и напряженное состояние слоистых металлополимерных >зитов их состава, физико-механических характеристик компо-:в . и основных конструктивно-технологических факторов. Для ¡ерждения ранее изложенных положений сопоставляли расчетные полости fi-f(hi), R-f(h2) с экспериментальными данными. На l предстаьлены расчетные и экспериментальные зависимости u),R-f(h2), которые, как видно, хоропо согласуются между со-что подтверждает корректность предложенных моделей. Завиои-1 носят характер несимметричных парабол, с минимумом, соот-свующим him, и согласуются с экспериментом при всех hi и h2. зис.2 представлены зависимости ОН от геометрических характере композитов. Исследование зависимостей R-f(hi) ,64" (hi) ком-сов СтЗ-СВМПЭ, СтЗ-Ф4Д, СтЗ-Ш, полимерные составляшие кото-адеют близкие значения ТКЛР, но различные модули упругости и показало, что остаточные деформации и напряжения в обоих сло-уменьшением Е снижаются. Анализ аналогичных зависимостей для ззитов СтЗ-СВМПЭ, Си-СВМПЭ, Д-16-СВМПЭ показал, что ОД в обо-зоях растут о-уменьшением модуля упругости металла. Зависи-> максимальных ОН от Е2 сложнее. Если в полимерном слое напои уменьшаются с ростом Е2, то в металлической подложке та-зависимость не наблюдается. Результаты исследования влияния эсти охлаждения на ОД показали, что с уменьшением скорости «дения ОД растет, что объясняется ростом модуля упругости пора с уменьшением Иохл, а также' возможной частичной релаксаци-

ей напряжений в полшере. Действительна , с уменьшением оке охлаждения модуль угругооти СВМПЭ рзстет, что определяет высокий уровень НДС ь композите. Охлаждение в условиях еалре деформации обеспечивает Солее низкий уровень ОН и ОД в комле пркчзм тем более низкий, чем ниже скорость охлаждения, по-ви ыу, за счет частичной релаксации напряжении £ полимере. Такл разом , уровень и распределение ОН в КМ определяются геометр кими (Ы,Ь2) , физико-механическими (Е, .модуль релаксации), лофизичесгайи (I, 1) свойствам;! компонентов, а также режимом мирования (свободное или стесненное деформирование при охл нии, №эхл).

Проведенный анализ показая, что разработанная раочетка» тодика позволяет аналитически определять НДС широкого класса пезитов при изменении различных конструктивно-технологич* факторов. Результаты этих исследований позволили произвести с ку взаимосвязи ОН и ОЛ с другими характеристиками работоопс

кости КМ.

Взаимосвязь остаточных напряжений я адгезионной прочие Кзк известно, взаимосвязь адгезионной прочности и НДС композ носит слокнин взаимообусловленный характер. Поэтому до настоя времени не найдено достоверных методик оценки связи между э характеристиками. Это вызвано тем, что необходимо проигво, раздельно анализ зависимости мевду НДС и начальной прочностью единения, а я&чке взаимосвязь КЛС ¡1 долговечности композита. ! веденные исследования полагали, что долговечность здгеэион) соединения падает с ростом Ой в композите и это выражено сильнее, чем вше уровень ОН и ниже начальное значение адгеэ5 ной срочности. В то же время, при достаточно высоком уровне чальной адгезионной прочности, которая достигается при образе нии прочных химических связей в ситотеме полимер-металл, не ь лвдается ее снижение о течением времени. Таким образом, для > лдаения долговечности слоистых ШК необходимо увеличивать начн ную точность и снижать уровень ОН.

Устойчивость остаточных напряжений и деформации во време Под устойчзшоотью напряженного состояния во времени подразумев изменение уровня и распределения напряжении и деформаций с те кием времени, начиная с момента завершения процесса формнрова композита.' Изменение ндс композита возможно в результате след щкх процессов: 1)уменьЕения напряжений вследствие падения адге;

¡иной прочности и появления местных отслоений в системе ые-:алл-полимзр; 2) изменения физико-механических свойств компонентов при эксплуатации или хранение (например, в результате старе-гия полимера); 3) релаксации напряжений в полимере ¡^соответственно, их перераспределения в композите. Наличие спектра времен зелаксации у полимерных материалов приводит к существенному измеримо НДС в композите со временем. При этом релаксацией напряже-■пш в металлах пренебрегали ввиду малости ее величины. Действие эстаточяых напряжен»"! обусловливает их релаксацию в полимере, что-приводит к изменению радиуса кривизна полосы. Таким образом, релаксация напряжений происходит з том случзэ, когда в полимерном-слое действуют только упругие напряжения растяжения. ' При возникновении в слое напряжений, превышающих релаксации не наблюдается и, соответственно, остагочнач деформация остается неизменной. Кроме того, необходимым условием релаксации напряжений а композите является наличие упругих напряжений в металлической подлсжке. Для подтверждения положения о таи, что изменение остаточной деформации во времени обусловлено только релаксацией напряжений в полимере и не связано с падением адгезионной прочности, измеряли прочность на сдвиг слоев после завершения процесса релаксации-. Результаты представлены в табл.1.

Таблица 1.

Прочность на сдвиг в системе Д-16-СЕШЭ.

Ь1,мм I Абсолютная ведичинзАК.мм I Прочность на сдвиг, МПа

I ай*йтч • 8*о* 1 релакса- 1 после релаксз-

_i_1 цви 1_цм1_

0.6 150-170 7.8-8.2 7.5-8.2

1.2 70-80 5.0-5.8 5.2-6.6

2.0 0 9.0-10.2 8.8-10.4-

• Еч сравнение показывает, что изменение остаточной деформации композита не сопровождается падением адгезионной прочности. Полученные данные подтверждают положение о релаксационной природе изменения остаточной деформации композита. На рис.3 предстазленз зависимость изменения деформации во времени от режимов охлаждения композиции Д-16+СЕМПЭ. Приведенные данные показывают, что при увеличении длительности охлаждения с 500 до Б град/мин интенсивность релаксации снижается, что приводит к изменения начальной и конечной остаточной деформации. Зтот факт свидетельствует о ялик-

" - 10 - '

кик структуры полимера ка величину остаточных напряжений, r.i снижение скорости охлаждения приводит к росту степени кристалл» ности и, соответственно, увеличению прочностных показателей, частности,модуля упругости. Исследования релаксации напряжений композите при охлаждении в зажатом состоянии, не допускающим иг гиб композита, и его охдзадении в свободном состоянии, показали что охлаждение в условиях запрещения деформации способствует час тичной релаксации напряжений и кх понижении в композите, что от рзжает обЕ5ую закономерность и справедливо при любых скоростях ох лаждешш и соотношениях толщин. Изменение режима охлаоденвд двоя ко влияет ка процесс релаксации. С одной стороны, увеличение Vox, снижает Е и уменьшает общий уровень ВН. С другой стороны, уменьшение Woxд вызывает частичную релаксации напряжений на.стадю формирования композита и повышение Е и ВН. Охлаждение в условия: запрещения деформирования вызывает частичную релаксацию ВН нг стадии охлаждения при любых скоростях охлаждения, сшмая, тем самым, уровень ВН в композите. При этом увеличение №эхл изменяет интенсивность протекания релаксационных процессов, не изменяя тенденцию к сникенш DH во времени.В данном случае дополнительным фактором, кроме скорости охлаждения, является исходный уровень ВН перед охлаждением, зависящий от hi.Итак, релаксация напряжений в полимере, находящемся в напряженно-деформированном состоянии, приводит к их перераспределении и изменению общего НДС композита. Показано, что обдай уровень напряжений значительно снижается, что должно благоприятно сказываться на погашении работоспособности метаддолодшзрных конструкций (рис.4).

Основные принципы оптимизации конструкций и технологии изготовления шталдопсшшерных композитов. Результаты исследований позволяют сформулировать основные требования при проектировании металдоподззлерных композитов:

1. Соотношение между адгезионной прочностью и когезионкой прочностью самого "слабого" материала должно быть следующим:

f»cig i (4)

где €c3S - сдвигающее усилие.

2. Деформационная способность компонентов додшз Сыгь не ни-усадочных деформаций, вознккащих при формировании композита:

LH < (5)

тдз Си - относительное удлинение при разрыве (а&атии);

- относительная деформация слоев, вызванная различием .

ТКЯР и остаточной деформацией композита, которая рассчитывается исходя из соотксаенкя равенства относительных деформаций на границе раздела:

Наруленне этого соогксшения приводит к когезионному, а затем и адгезионному рагрусеши. Таким образом, сформулированное требование накладывает количественные ограничения на выбор компонентов.

3. Величина ОН и ОД должна быть минимальной, кроме тех случаев, где это требование диктуется конструктивными соображениями:.

— гпцп ; ос (?)

Процесс проектирования изделий из КМ включает три стадии: 1) выбор материалов; 2) проектирование конструкции композита; 3) проектирование технологического процесса.

С целью оптимального распределения ОК и ОД в композитах, выбор материалов должен быть ссноггк на следующих основных принципах: а) разница- коэффициентов линейного расширения должна быть минимальной; б) необходимо стремиться к минимальной величине модуля упругости компонентов; в) фиг:аш-химические свойства составляющих композита должны обеспечивать оптимальную величину адгезионной прочности.

Проектирование конструкции композита должно отвечать следув-¡дим условиям: а) если в конструкция недопустимы остаточные деформации, то должно выполняться : ,

где I - длина композита^ б) отношение М/Ь2 должно обеспечивать оптимальное соотноиение величин и распределение напряжений растяжения и сжатия.

При проектировании технологического процесса должна учитываться следующие положения: а) при выборе параметров технологи-' ' ческой обработки композита необходимо учитывать как его НДС, так и изменение механических и релаксационных свойств полимеров; б) поскольку тешкратурно-временные параметры техпроцесса окагыважт основное влияние на адгезионную прочность композитов, то при их проектировании необходимо исходить из условия:

< <Г«>? (9)

На основе результатов проведенных исследований и расчетов, была оциаизирована технология кзяесеикя покрытий из СЕМПЭ и композитов ка его основе на запорную арматуру цехов химводсочистга»

(В)

. 12 - ■

тепловых электростанций, в результате чего долговечность возросла в 3-5 раз. Срок службы мембран запорной арматуры, работающих в условиях совместного действия циклического нагружения и агрессивных сред, повышен в 10 раа аа счет оптимизации конструкции и технологии изготовления аа основе учета капрахаюга-де формированного состояния применяемых композитов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1.Возрастающее потребление композиционных материалов наряду с отсутствием достоверных методик оценки их работоспособности, одним из элементов которых является расчетное определение напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений полимеров .с металлами, обусловливают актуальность исследования механизма формирования НДС и поиска алгоритма его аналитического определения.

2.На основе представлений о термической природе формирования НДС металложшшерных композитов с помощью методов пр;1Кладной теории упругости и пластичности разработаны теоретические модели 'и получены аналитические решения для расчета одномерного и плоского НДС слоистых композитов, позволяющие определять остаточные напряжения и деформации шроко применяемых КМ. Полученные решения позволяет рассчитывать НДС при наличии как упругих, так и упругоп-ластических деформаций в слоях. Экспериментальная проверка подтвердила корректность полученных решении.

3.Выявлены основное факторы, определяющие уровень и распределение остаточных напряжений в МПК и покззано, что геометрические параметры влияют на НДС наравне с физико-мзханическиыи и теп-лофизическими характеристиками компонентов. К ним относятся: режим формирования композита; толщины слоев полимера и металла; физико-механические характеристики (Е,^ ,СТ, £ ); теплофизические свойства (X, Гол).

4.Установлено, что ОН и ОД растут с увеличением толщины и модуля0 упругости полимерного слоя. Зависимость величины ВН от толщины и физико-механических свойств металлической подложки сдомнее, однако, з общем случае можно считать, что они снижается с увеличением И и Е2.

5.Показано, что взаимосвязь НДС и АЛ носит сложный характер. При ее исследовании необходимо различать связь ВН с адгезионной прочностью и зависимость долговечности адгезионного соединения от.

уровня и распределения СН з композите. Установлено, что с ростом ОН в слоисто» МГК долговечность его снижается.и это выражено тем сильнее, чем гьше остаточные н&чряжения -и ниже начальная величина «I.

6.Разработанная методика определения остаточных . напряжений позволила получить а исследуемых композитах эпюры распределения напряжений, которые шс-йт реззююее значение для, прогнозирования;.-., работоспособности соединения. Максимальный градиент напряжений - -находится на границе раздела фаа, что определяет основную роль границы раздела з регулирован:»! прочностных свойств композита.

",Реж:!м формирования адгезионного соединения оказывает существенное влияние на конечное НДС композитов, т.к. он определяет прочность соединения, воздействует на физико-механические свойства полимера. Так, при быстром охлаждении в условиях запрещения -возникновения остаточных деформаций формируются минимальные ОН 'и т 03. ...•

Э.Егрыгнгя. активация переда;: г пглямеров на оптимальных режимах УЗй перед их соединением с металла;.«! изменяет их фкзико-меха- .. нпческиз релаксационные свойства, позволяет увеличивать адгези- : онн\тз прочность л долговечность соединения и, тем самым, ■ влияет ' на НДС композитов. -■'"'■'■

9. Для рацкокагьнсгс- проектирования МПК должны выполняться..-■ разрабоезннке рекомендация по оптимизации НДС, реализуемые. к»: стадиях выбора материалов, обоснования- конструкции., назначения:-технологического процесса и ааклжчзадиеся, в частности, а следую- = кем: а; значение модуля упругости и различие ТКЛР применяемых -компонентов должны быть минимальными-, 6} адгезионная. прочность композита должна соответствовать когеэяонной прочности-полимера; в) для предотвращения недопустимых ОД должно выполняться соотко-лекие (3); г) оптимальному распределении сжимжцих и растягивзс-аих ОЙ отвечает условие Ь1/Ь2<3-5; д) применяемый техпроцесс ке* должен изменять исходные механические и релаксационные свойства полимеров; е) гремя релаксации должно определяться с помощью экспериментальных зависимостей, полученных в работе для ряда практически актуальных композитов (например, Д-16+СВШЭ, рис. 1-4)

10.Выявленные закономерности и разработанные на их основе рекомендации по регулирований остаточных напряжений и рациональному пректирозанип технологии изготовления композитов данного класса внедрены на Волжской ТЗЦ-2 при нанесении полимерных и композииясн-

• - 14 - .

ных покрытия на металлические изделия сложной конфигурации, предназначенные для работы в агрессивных средам, а тааде при изготовлении мембран, работающих в условиях совместного воздействия агрессивных сред и циклического знакопеременного чагружения; Экономический аффект составил 273 руб за единицу и 170 руб за единицу в год соответственно.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1, Авторское свидетельство N 1750157/сеСР/. Плитка покрытия /Трыков О.П., Павлов А.И., Триголос П.И., Адаменко H.A., Зерщиков К.Ю. «Губаева В.Г., Кусков Ю.А./- Заявл. 1S.02.S2 г.

2. Трыков Ю.П., Зерщиков К.Ю., Краев A.C., Павлов А.й., Ада. меню H.A., Теоретическое и экспериментальное 'исследование остаточных напряжений и деформаций маталдо-полим-рных композитов.- В кн. Тезисы докладов Есесоюзной научно-технической конференции "Композиционные материа-чы в конструкциях глубоководных те ничес-К11Ч средств". Николаев, 1391, с. 143-144.

2. Влияние ударно-волновой обработки на физические свойства •аоровков полимеров /Павлов А.И., Адаменко H.A., Зерщков К.Ю., Трстолос П.И. - В кн.: Тезисы докладов межреспубликанской научно- технической конференции "Применение импульсных методов обработ - к давлением для производства порошковых изделий, композиционных материалов и,покрытий". Волгоград, 1991, с. 12-14.

». Зерсиков к.Ю., Трыков в.П., Павлов А.К., краев A.C. Исследование напряжен»"-деформированного состояния металло-полимерного слоистого композита. - В кн.: Краткие аннотации работ по сварке, выполненных в 1989 г. Киев, 1990, с. 36.

5. Павлов А.И., Трыков Ю.П., Зерщиков К.ТО. и др. Оптимизация характеристик мембран, работающих в условиях совместного действия агрессивных сред и циклического нзгружения. - Е кн.: Краткие аннотации работ по сварке, выполненных в 1989 г.Киев, 1990, с. 37.

6. Опыт получения покрытий с использованием активированных вгр&ом полимерных порошков /Павлов А.И., Трыков С.П., Адаменко H.A., Губаева В.Г., Зерцкков К.Ю. - В кн.: Тезисы докладов Всесо-. юэной конференции "Пути повышения качества и надежности деталей йз порошковых материалов". Рубцовск, 1991, с. 109. .

. 7. Зерщиков К.Ю., Трыков Ю.П., Краев A.C. Основные законо-. • мерности формирования напряженно-деформированного состояния в ме-таллопалимерных композитах. - в кн.: Тезисы докладов межреспубли-

канской научно-технической конференции "Прогрессивные методы полу енил конструкционных материалов и покрытий, повышаювди долговечность деталей малин". Волгоград, 1992, с. 3.

8. Збрдиков К.Ю., Трыков В.П., Краев A.C. Основные факторы, определяющие эксплуатационную надежность металлополиморкых. композитов. - В кн.: Тезисы докладов межреспубликанской научно-технической конференции "Прогрессивные методы получения конструкцион ых материзлоз и покрытий, поеьшзвдв: долговечность деталей ма-вия". Волгоград, 1992, с. 4.

9. Трыков Ю.П., Зераиков К.Ю., Краев A.C. Напряженно-деформированное состояние иеталлополкмерных композитов. - В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной межвузовской научно-технической конференции. Шнек, 26-28 ноября 1931 г.

10. Трыков В.П., Краев A.C.,Зерщиков К.Ю. Расчетное определение напряженно-деформированного состояния металлополимерных композитов . - В кн.: Металловедение и прочность материалов. Сборник научных трувев. Волгоград, 1SS3, с. 3-8.

Личный гьизд автора. Е работе (1) автор провел адгезионные испытания и определил-влияние адгезии на прочность изделия В работах (2,4,5-10) автор -участвовал в разработке теоретической модели,провел экспериментальную проверку полученных аналитических ре-вений. В работах (3,6) автор исследовал влияние ударно-волновой обработки на физические и адгезионные свойства термопластичных полимеров. В работе (5) автор прозел экспериментальную проверку предложенных расчетных зависимостей для оценки рабочих характеристик мембран.

шисимость остаточной деформации композита Д-16-СВИПЭ (1) и Си-СЕМПЭ О от толщины полимера при 1)2-0.5мм(1) и толщины металла при Ь1-2.5мм

В

мм

Ш

200

I

I

/

Т !

л

—И Г

с г г ; 1 1.. ...г............ 7 6 9 Ю И П 1 1 I

0,5

(,0

Рис.1

к-

Зависимость величины остаточных, напряжении в слоях композита Д-16-СЕШЗ от толвдш полимера и металла.

Шла /а

5 _,

3—■"

б*

тш. -л?

-100 -250

1,4,5,7 - Ь2-0.5мм; 2,3,6,8 - Ь2-1,1ш; 1,2 - ¿1тах; 3,4 - б1тШ; 5,6 - б2яйх; 7,8 - £»2т1п.

О

9

г

Рис.2

Зависимость изменения ОД во времени от условий охлаждения и тощим полимера в композите Д-16-СВМПЭ, Ь2-0.5ш.

1,3,6,7,'9 - охлаждение в зажатом состоянии; 2,4,5,8,10,11 - в свободной состоянии; 5,6 -hl-0.5i.iM; 1,2,9,10 -М-1.2мм; 3,4,7,8,11-111-2.5мм

РИС.3

Изменение напряженного состояния композита Д-16-С8МПЭ во времени (а), а также уровень и распределение напряжений до (сплошная линия) и после (пунктир) релаксации (6).

мим

¿1 пах; г.- 61ГС1П; 3 - |б2тау|; 4 - |б2гп1п|; Ь1-0.5мм; Ь2-1.2мм.

РИС.4