автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Развитие метода и средств измерения сопротивления продавливанию бумаг и картонов с целью повышения достоверности контроля качества и сертификации продукции

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ШШОЗНО-ШМЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Не правах рукописи ГШГОРЬЕВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ

РАЗВИТИЕ МЕТОДА И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПР0ДАВЛ113АНЙЮ БУМАГ И КАРТОНОВ С ЦЕЛЬЮ П0ВЫ1ШШ ДОСТОВЕРНОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И СЕРТИФИКАЦИИ ПРОДУКЦИИ

05.21.03 - технология и оборудование химической

переработки древесины; химия древесины

05.11.13 - приборы и методы контроля природной среды, ■ веществ, материалов к изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических неук

Ленинград - 1.591

\

У

Работа выполнена в Ленинградском ордене Трудового Кресного Знамени технологическом институте целлюлозно-бумежной промышленности.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кондрашкоза Г.А.

Официальные оппоненты:~доктор технических наук, профессор Кугушев И.Д,

-доктор технических наук, профессор Квтувкин В.П.

Ведущая организация: ВНПОбумпром

уУ&

Заадтв состоится ". О '' ^^Я^А^Л _1991 Г0д8

и _ часов на заседании специализированного совета

Д 063.24.01 при Ленинградском орлсна Трудового Красного Знамени технологическом институте целлюлозно-бумажной промышленности по адресу: 158092, Ленинград, ул.1'вана Черных,

С! диссертацией можно ознакомиться а библиотеке Ленинградского ордена Трудового Красного Замени технологического института цел1!ояеано-бу>.!8жной промышленности.

Автореферат разослан

" 4 " 1£С1 года

Учёный секретарь специализированного совета

ШВЕЦОВ fi.il.

"" }

дрЯ с т ь б л е мы. В основных направлениях экономичес-

лаций<го и социального развития СССР на 1Ь8б-19?0 гг. и на период до "2иОС года подчеркивается необходимость "...повышения эффективности и темпов развития .экономики на базе ускорения научно-технического' прогрессе и технического перевооружения производства", а среди ввшейиих проблем повышения эффективности наиболее "острой ичнеотложной является задача повышения качества продукции и работ",.

Эффективная система управления качеством продукции немыслима без точных и достоверных методов и средств измерения численных значений показателей потребительских свойств продукции.

Для многих гидо.в целлюлозно-бумажных материалов важными потребительскими свойствами являются показатели их механической проч' ности. Одним из широко распространенных методов определения характ теристик прочностных свойств целлюяозно-бумвжних материалов является метод измерения показателя сопротивления продааливанкв.

Требования, предъявляема практикой контроля качества и сертификации продукции, в настоящее время намного превосходят метрологические возможности существующего метода измерения, что приводит к неправильной оценке качества продукции (отбраковке хорошей . продукции, приемке и использованию потребителем некачественной продукции), неоправданному перерасходу материальных и энергетических ресурсов, обесцениванию результатов научных исследований, направленных на оптимизацию параметров технологических процессов и состава исходного сырья, в Целом, снижая ¡эффективность производства и потребления целлюлозно-бумажной продукции»

Актуальность проблемы повышения точности метода измерения, сопротивления гтроцавливанию обостряется тенденцией унижения' качества исходного сырья, приводящей к снижению прочностных свойств целлюлозно-бумажной продукции и приближающей эти свойства к нижним регламентируемым соответствующими стандартами пределам."

Работа выполнялась в соответствии о программой метрологичео--кого обеспечения лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей'промышленности на период до 1990 года № 15, 02.07.66, утвержденной Госстандартом СССР 27.03.86 и региональной программой фундаментальных и прикладных научных исследований Академии Наук СССР по проблеме комплексного использования и воспроизводства лес-< ных'ресурсов на 1986-1950 гг. - раздея "Разработка теоретияо~мето--.: дологических основ унифицированных программно-аппаратных предйтч. и систем измерений и автоматизации отраслевого ¡и&р.нкче.иия" шифи 2.11.1.2.(66.«. 77).

- ц _

Создать более точный метод и средство иэмере-I ния сопротивления прод.авлив8Нив целлюлозно-бумажных материалов.

.. М^ода^соледовяния. Теоретические исследования выполнялись о использованием следующих обших методов: материалостической диалектики, системного подхода, абстрагирования, идеализации, форма лпзеиии, обобщения, моделирования, анализа и синтеза.

Экспериментальные исследования включали проведение однофак-торнык и многофакторнах экспериментов, статистических измерений, многократных наблюдений.

Научная новйзна и значимость результатов. Построено концептуальная модель система измерения физических свойств объекта и математическая модель полной погрешности' результатов прямых изт "ерений. Недели определяет в явном виде основные источники погрешностей результатов измерения, позволяют последовательно, с системных позиций решать задачи метрологического анализа и сиу-теза методов измерения, могут быть использованы в целях развития и интерпретации понятийного аппарата теоретической и прикладной метрологии.

Выполнены экспериментальные исследования и построены математические модели влияния основных геометрических параметров схема нагрукения целлюлозно-бумажных материалов сферическим пуансоном на численные значения прочностных и деформационных характеристик последних. Математические модели могут быть использованы для оценки влияния степени сосредоточенности действующей нагрузки и размеров нагружаемого мвгериелв на его прочностные и деформационные характеристики в условиях статического двухосного растяжения.

Выполнен теоретико-вксперименталькый анализ напряженко-де- . форнкровьняого состояния анизотропных целлюлозно-бумажных материалов в послеупругой области их цеформирования жестким сферическим пуансоном. Построены математические модели, связывающие проЧностныо свойства целлюлозно-бумажных натеривлов при продав-лихании, геометрические параметры элементов узла продавливания и характеристики прочности материала, полученные при одноосном растяагечии. Модели раскрывают сущность физических явлений происходящих с целлюлозно-бумажными материалами при продав лизании пуансоном с позиций теории тонки* оболочек. Модели могут быть использованы для оптимизации комплекса прочностных, и деформационных свойств материалов при одноосном растяжении с целью

получения заданного уровня прочностных свойств продукции в условиях статического двухосного растяжения..

Исследована корреляционная связь показателей сопротивления продааливаншо, определенных новим и традиционным методами,а также показателей прочности при одноосном растяжении в машинном направлении и традиционном н тоде продавливания. Доказано наличие тесной корреляционной связи между результатами измерения, полученьыми при оценке качества целлюлозно-бумажных материалов новым и традиционным методами продавливания (коэффициент корреляции 0,98). Корреляционная связь между второй рассмотренной парой .прочностных характеристик материала менее тесная (козф^и ци-ент корреляции 0,87), что свидетельствует о неправомочности, в ряде случаев, прогнозов прочности материала в условиях двухосного нагружения по результатам его одноосных испытаний.

Получены численные оценки влияния влажности воздухе на прочностные и деформационные характеристики ряда целлюлозно-бумажных материалов (преимущественно таро-упаковочного назначения) при продавливании жёстким сферическим пуансоном в диапазоне значений - наиболее часто встречающихся в практике измерительного контро-1 яя (15-65)1

П£актическая ценность и реализация рез£льтатов работы.

Разработана структурная схема прибора,реализующего предложенный метод измерения и технические требования к основным бло-' кам и элементам нового средства измерения.

Изготовлен экспериментальный образец прибора для продавливания сферическим пуансоном, проведена его метрологическая .аттестация, исследованы дополнительные погрешности нового метода и 1 средства измерения. Осуществлена оценка полной погрешности результатов измерения показателя сопротивления продавливанию и стрелы прогиба целлюлозно-бумажных материалов при продавливании сферическим пуансоном.

•Изготовлена и успеино прошла приемочные испытания, выполнен-; иые'ведомственной приемочной комиссией, опытная партия приборов для продавливания целлилоэно-бумажннх материалов сферическим пу-6неоном» Метрологические и технические характеристики приборов отвечают требованиям технического задания. Решением комиссии рекомендовано изготовление установочной серии приборов в количестве 10 штук.

- б -

Разработана и утверждена в Минлеспроме СССР отраслевая ме-, тоцика выполнения измерений:'"Полуфабрикаты волокнистые, бумага . и картон. Определение сопротивления продавлиаанив сферическим пуансоном".

Результаты работы внедрены на ПО "Астраха!Гбумпром" с ожидаемым экономическим эффектом 92,1 тыс.рублей.

Осчовные результата диссертационной работы докладывались и обсуждались не: 1У-Й конференции молодых учёных и специалистов ВНЙ!Ба ВНПОбумпрома (Ленинград, 1S87); ffl-ей отраслевой конференции молодых специалистов (Москва, IF8B); Всесоюзном научно-техническом совещании "Состояние иперопекти-вы развития производстве гофрированного картона, картонной тары .на предприятиях ИБП " ' (Астрахань, 1989); научно-технических ' конференциях профессорско-преподавательского состава JITH ЦБП (Ленинград, IS88-I99I).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы.

От рук ту уз у обгеи работы. Диссертационная работа состоит из введения,четырёх глав и заключения, изложена на 190 страницах текста, содержит 22 рисунка, 27 таб;. щ, список литературы из 106 иоименоьрний и 5 пркложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- концептуальная модель системы измерения физических свойств объекта,'математическая модель полной погрешности результатов прямых измерений н их применение при оценке качества целивлоэ-но-бумажноП продукции;

- теоретический л экспериментальный анализ полной погрешности траледионного метода измерения сопротивления продавливаниг бумаги и картона с Целья обоснования возможности развития ме~

_ трологического обеспечения контроля качества и сертификации • продукции це<1ЛйТОзно-бумв!гных производств;

- новый метод измерения сопротивления процввливанио целлюлозно-бумажных материалов для контроля их прочностных характеристик _ в условиях двухоснрго статического растяжения посредством на-груиенмя после дчих жёстким сферическим пуансоном;

- натематическю модели напряженно-деформированного состояния анизотропных целлюлозно-бумажных материалов в послеупругой облчсги их деформирования жёстким сферическим пуансоном;

- результаты разработки и оптимизации конструктивны* и метроло гических параметров перэичногс* измерительного преобразователя (узла продавливания) прибора,, реализованные в опытной партии новых средств измерения;

- математическая модель полной погрешности разработанного метода измерения сопротивления продавливанию и количественные оцен-

чки значений её параметров,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_введении обоснована актуальность диссертационной работй сформулирована её цель, практическая значимость, определен'круг1 основных решаемых■задач, приведен перечень основных положений, выносимых на защиту.

работ11 посвящена анализу проблемы, её структурировании и постановке основных задач исследований. В данном разделе диссертации анализируются метрологические характеристики традиционного гидравлического метода и средства измерения показателя сопротивления продавливанию целлолозно-бумажных материалов; выделяются и оцениваются значения наиболее существенно влияющих ' составляющих полной погрешности; обосновывается целесообразность снижения погрешности традиционного метода,измерений и определяются пределы, до которых целесообразно уменьшать инструментаяь- , ную составляющую погрешности; выдвигается направление исследований, имеющее целью создание нового более точного метода и средства измерений показателя сопротивления продавливанив посредст- ' вом нагружения испытываемых материалов жёстким сферическим пуансоном; формируется комплекс задач, которые необходимо решить' для достижения поставленной цели.

Для решения задач метрологического анализа и синтеза систем измерений физических свойств йсслелуемыя объектов в работе 'построена концепгувльная модель системы измерения, которая используется при создании математических моделей полных погрешностей результатов прямых измерений. Процесс измерения рассматривается как процесс функционирования некоторой открытой сложной системы. Основными элементами системы в общем случае являются: (X)' об^акт исследования, один из параметров состояния которого представляет собой-измеряемую физическую величину; (2) средство намерения; (3) субъект выполнявший измерения; СО внешняя среда.

Результат изнурения рассматривается как результат взаимодействия указанных подсистем между оибой в кидай момент врелен^,

На результат измерения сказывают влияние как параметры состояния ,подсистем 1, 2, 3, 4', так и параметры, характеризующие связи этих подсистем.

Модель полной погрешности результатов прямых измерений предлагается рассматривать в следующем виде:

V ¿Ц * Л са^з * ^а А *

* ^об^ДпЫг* ^ ¡.ГгаЦвиВ* ^оИ^Ив ,

где - полнея погрешность результата измерения исследуемо-

го физического свойства объекта; - знак статистического объединения составляющих полной погрешности; ^пл^г> "

составляющие полной погрешности, обусловленные свойствами (параметрами состояния), сЬответственно, объекте измерения, средстве измерения и субъекта, выполнявшего измерения в нормальных уело-

Биях: Лт*ЛАтМпЬ1гА„*,зив " составлявшие погрешности, обусловленные взаимодействием с округквмей средой соответственно объекте, средстве измерения и субъекта, выполняющего измерения; До&],тЛгАп4Ь,бимЛо£|,5ив - составляющие погрешности, обусловленные взаимодействием некду собоь подсистем 1, 2, 3.

В результате выполненного анализа в работе делается вывод о том, что неискточенная инструментальная систематическая составлявшая погрешности является наибольшей в композиции полной погрешности результатов измерений показателя сопротивления продавлива-нию традиционным методом и её пределы в относительной форме составляют + (7 + 20)%.

На примере исследования характеристики достоверности результатов сертификации продукции кертоноделагедьных предприятий показана целесообразность снижения инструментальной составляющей погрешности рассматриваемого метода измерений с (10+20) % до (1*2)#, что позволяет повысить достоверность результатов сертификации в 2+4 раза.

Анализ основных составляющий инструментальной погрешности, конструкции и. принципа действия традиционных приборов для продав-ливания свидетельствует о проблематичности повышения точности данного оредетве измерения на порядок без изменения его принципу действия,. ;

В работе анализируется физическое свойство целлплозно-бума* пук магериалов, подлежащее измерению при традиционном методе пр?;

давливония. Делается вывод о том, что измеряемый показатель характеризует свойство испытываемого образца сопротивляться разрушению в условиях статического, распределенного дзухоскоЬо растяжения. Выдвигается гипотеза о возможности создания нового более точного метода и средства измерения показателя сопротивления продав лизани» посредством нагруженил испытываемых образцов целлюлозно-бумажны* листовых материалов жёстким сферическим пуансоном.

Вто£ая_глава работы посвящена разработке структурной схемы и исходных технических требований к основным узлам и блокам прибора. На основании выданных автором исходных технических требо- ' ваний Астраханским СКТБ с ОП был изготовлен окспериментальный образец нового средства измерения, позволяющий наряду с показателем сопротивления процчвливанив измерять стрелу прогиба испытываемых целлюлозно-бумакных материалов и обладающий набором сменных пуансонов и приличных колец с разными геометрическими характеристиками.

• Аттестация экспериментального образца приборе пока.зала, что его метрологические характеристики отвечают заданным требованиям и образец прибора может-быть использован для реиения следующих основных задач: (I) теоретико-экспериментальных исследований физических явлений, происходящих с целлплоэно-бу.Маяннми материалами при продавливаник сферическим пуансоном* с Цеяыо выбора и оптимизации основных конструктивных параметров первичного измерительного преобразователя (узла продавливания) приборе,- обеспечивавших измерение Физического свойства объекте, сущность которого совпадала бы с (физическим свойством, измеряемым при традиционном методе продавливания; (2) исследования метрологических характеристик нового метода и средства измерения, разработки технических требований к основный элементам и блокам прибора, методики выполнения измерения.

Решение нвух основных указанных задач включает в себя рассмотрение ряда подзадач. Для решения первой задачи выполняются: й) факторные исследования и построение матемз*ических моделей влияния геометрических параметров первичного измерительного преобразователя (узла продавливания) прибора на численные значения показателя сопротивления продавливанио и стрелы прогиба'ценли-ло^'но-бумежных материалов при разрушении; (б) теоретико-экспериментальный анализ напртето-цеформированного состояния целлюлозно-бумажных анизотропных материалов при продввливанин пуан-

.соном с пззиций беэиоментной теории оболочек; (в) корреляционный анализ результатов измерения прочностных характеристик целлюлозно-бумажных материалов, полученных при измерении новым и традиционным методами.

Для решения второй основной задачу иоследуютоя и оцениваются основные составляющие полной погрешности разрабатываемого методе измерения. В качестве объектов измерения в работе рассматриваются наиболее распространенные целямлозко-бумамые материалы, для которых в настоящее время признано целесообразным нормировать показатель сопротивления продавливанию.

Факторные исследования влияния основных конструктивных параметров первичного измерительного преобразователя на прочностные я деформационные свойства материалов выполнены по схеме П$Э типа 2^ для 12 наименований целлюлозно-бумажной продукции в стандартных кондиционных условиях на акспериментал'ьном образце прибора для продввииваря сферическим пуансоном. (

^ Независимые факторы варьировали^ не двух уровнях: =22мм, 'Кц = 76 мм- радиус кривизны сферического наконечнике пуансона;

= 55 мм, 0Кц1+1 = 75 »¡и - диаметр прижимных колец прибора;

^ = 44 мм - диаметр рабочей чести пуансона.

Математические модели исследуемых Эавиоимоатей задавались в виде неполного полинома второго порядка, 0 качестве .функций отклика рассматривались показатель сопротивления продавливанию и стрела прогиба образца при раэрудгнии, В резул; 'ате выполнения факторных исследований был получен экспериментальный материал и построены'математические модели, анализ которых позволил ■ выдвинуть гипотезу о возможности создания в испытываемых материалах состояния двухосного рвстгкения для предварительно выбранной области конструктивных параметров первичного, измерительного преобразователя прибора: : ОД*6 * с ?5мм - для обес-

печения Отношения прогиба образца при разрушении к начальной толщине больше.5; ВР$Р *= 1,1 х Рр^'* 50 мм - для исключения действия сосредоточенных сил по периметру пуансона, возникающих при полном облегании испытываемым материалом поверхности пуансона; = 20*-60 мм - продолжить иссдедовейия по оптимизации значения данного параметра 'для достижения основной выдвинутой в работе цели, с учетом ограничений конструктивного, экономического и метрологического характеров.

На основании выдвинутой гипотезы в Райогы

- И -

выполнено теоретическое рассмотрение и построены математически^-модели напряженно-деформированного состояния анизотропных целлюлозно-бумажных материалов при их деформировании в послеупругой области кёстким сферическим пуансоном с позиция безмоментной теории оболочек. Экспериментальные исследования подтвердили адекватность описания рассматриваемых физических явлений разработанными математическими моделями в пределах точности "эксперимента для предварительно выбранных значений конструктивных параметров узла про дав кивания прибора.

Основные уравнения разработанной математической модели напряжённо-деформированного состояния целлюлозно-бумажных материалов, нагружаемых сферическим пуансоном, имевт вид:

йгс41и

и а) 180 "" +

иг.

'кц

'1ГЦ

(аис(<

*

V,

1-)

си

'""П-^пм'

О'нп) =

6-,

»а

1-1/мпЛм

■т% ;

(Ым) \

<г=°

а

к Я.

ОЧКГ

V

гае прогиб испытываемого образца на границе области кон-

такта пуансона и целлюлозно-бумажного материала; - текущее

значение прогиба в Центре испытываемого образца; - радиус кривизны пуансона; £^ - относительная деформация растяжения.образца; - радиус окружности контакта пуансона и материала при

прогибе Ц

'кц

радиус прижимного кольца узла продавливания

прибора; (3'нм|.,(3'нп> ~ напряжения двухосного растяжения, возникающие в материале, соответственно, в машинном и поперечном направлениях при его прогибе на величину ц/^. ; (ЗЦ| , <5напряжения одноосного растяжения в машинном и поперечном направлениях,

возникающие в материале при растяжении на величину ; ^-коэффициент Пуассона при одноосном растяжении образце бумаги в поперечном направлении; - коэффициент Пуассона При одноосном растяжении образца в манинном направлении; ¡^ - угол, определяющий в окружном направлении положение рассматриваемого участка образца бумаги относительно поперечного направления; - напряжение двухосного растяжения в материале, соответствующее углу при

прогибе образца'на величину ЦЬ » - толщина исг^тываемого материала до деформирования; 0*а по I - показатель сопротивления продавливания материале, нагружаемого сферическим пуансоном для текущего значения ррогиба и^ •

Полученные математические модели были использованы для оптимизации значений конструктивных параметров узла продавливания прибора с целью создания в испытываемых образцах целлюлозно-бумажных материалов напряженно-деформированного состояния двухосного распределенного уаотякен^я.

Окончательно, с учетом ивлокенны;- в работе ограничений, были рекомендованы к применению следующие значения параметров первичного измерительного преобразователя:

Вкц=75им, мм, Нп = ТБмм.

В работе выполнены сравнительные измерения прочностных свойств 20-ти наименований целлюлозно-бумажной продукции с использованием метода продавливания пуансоном, традиционнг.ч> гидравлического метода продавливания и одноосного растяжения. Для .каждого наименования продукции при каждом методе измерений выполнялось , по 40 наблюдений. Для динейной корреляционной зависимости показателя прочности при одноосном растяжении и показателя сопротивления продввливанию,' определенного традиционным методом, по лучена'оценка коэффициента корреляции 0»87. Оценка коэффициента ли-ниейной корреляционной зависимости показателей сопротивлешм про дав ливан ии, определенных новым и традиционным методами, составила .0,98,'что свидетельствует о наличии тесной корреляционной связи между едиными показателями и возможности, надежного -прогнозирования значений одного из них по известному размеру другого. '

В четвертой главе работы рассматривается основные состав-■ »яючие погрешности нового метода 'измерений, оцениваются их численные значения, строится модель погрешности "результатов йзме-. рения.

Расчеты метрологических характеристик измерительного канала и результаты аттестации экспериментального и опытных образцов прибора для продавливания пуансоном показывают, что границы инструментальной составлявшей погрешности разрабатываемого типа средств измерений составляют: ~ ± 2

Основным фактором, определяющим численное, значение состав-•яющей погрешности, обусловленной свойствами объекта измерений, является пространственная неоднородность определяемого свойства продукции в генеральной совокупности объектов измерения. Коэффициент вариации результатов измерения, обусловленный данным фактором, по результатам исследований 20-ти наименований продукций находится в диапазоне: УоЦ(Т) с (1.7«-ЗЛ) Наиболее вероятное значение коэффициента вариации следующее: Оо^СМ.оред =2,2$.

В работе исследовано влияние влажности воздуха на показатель сопротивления процавлиэанив пуансоном и показатель стрелы прогиба. Исследования выполнена для наиболее распространенных в првктике измерительного контроля значений относительной влажности воздуха (65 %, 55 45 %) для 19 наименований целлюлозно-бумакной продукции, Количество наблюдений в каждой исследуемой точке диапазона влажности Относительное снижение показателя сопротивления продавливению не превысило ¡\% при изменении влажности воздуха с 65$ до относительное уменьшение показателя стрелы прогиба при втом не превысило 6% для всех рассмотренных видов-цеялв^ • лозно-бумежноГ! продукции. На основании данных исследований границй составляющей погрешности, обусловленной взаимодействием объекта • измерений с окружающей средой, при измерении показателя сопротивления продавливвнто оцениваются значениями ±0,4$, при измерении показателя стрелы прогиба + 0,б£.

Требования к точности изготовления основных конструктивных параметров узла продавливания прибора назначались по результатам математической обработки факторного оксперимента. Дополнительная составляющая погрешности, обусловленная неточностями изготовления конструктивных параметров первичного измерительного преобразователя, при назначении допусков на-изготовление по-9-му комитету не превысит 0,1$, • '

Статистическое суммирование основных составляющих'погрешности нового него да измерения для рассмотренных в работе-условий показывает, что полная погрешность результатов измерения, со простив пения продавливания с доверительной вероятностью 0,95 будет

- 1ч -

находиться & пределах + от значения измеряемой величины,

• ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных в работе наследований получила дальнейшее развитие теория и практика измерений прочностных свойств целлюлозно-бумажных материалов в условиях напряженно-деформированного состояния двухосного растяжения. ,

В работе поставлены и решены следующие основные задачи: .

1. Выполнен анализ основных составляющих погрешностей традиционного метода измерения показателя сопротивления продбяливани» целлюлозно-бумажных материалов, выделены наиболее суиестзенные составляющие погрешности, обоснована целесообразность снижения инструментальной составляющей погрешности традиционного метода измерений «о (1*-2) %.

2. Дм повышения достоверности контроля качества и сертификации продукции, а также для повышения Йективности научно-исследовательских работ, предложен новый метод и средство измерения сопротивления продавливению целлюлозно-бумажных материалов посредством нагружения последних жёстким сферическим пуансоном.

3. Разработаны концептуальная модель системы измерения и математические модели полных погрешностей результатов прямых измерений, которые используются в работе цяя оценки характеристик погрешностей рассматриваемых методов','.

»• ■ Выполнены экспериментальные исследования и построены мате-

матические модели влияния основных геометрических параметров схе-нагружения целлюлозно-бумажных материалов, защемленных по коль' цу и продавливаемых жестким сферическим пуансоном, на прочностные и деформационные характеристики последних.

' 5..Разработаны математические модели напряженно-деформированного состояния анизотропных целлелозно-бумажных материалов а по-слеупругой области их деформирования сферическим пуансоном. Модели свявывают прочностные характеристики исследуемых материалов . при .прадавливании, геометрические параметры элементов узла про' давливания.и характеристики прочности материала, полученные при ' одноосном растякении.

б. На основании полученных.в-работе экспериментальных данных-и разработанных-математических моделей осуществлены выбор и оптимизация основных конст]руктивных параметров первичного измеритель-

ноге преобразователя (узла продавливания) прибора, позволявших реелпзопать в центральной области испытываемых образцов напряжен-на-це^опмирэвенное состояние двухосного растяжения. Определены требования к точности изготовления указанных конструктивных параметров.

7. Разработнна е/груктурная- схема прибора, реализующего пред-члгеннай метод измерения, и технические требования к основным блокам v. элечетвм нового средства измерения, которые легли в основу технического задания на его проектирование и изготовление.

8. Опытные образцы приборов для продавливания пуансоном успешно выдер.кяли приемочные испытания, выполненные ведомственной приемочной комиссией. Технические и метрологические характеристики разработанных приборов отвечают требованиям технического радрния и подтверждают теоретические выводы проведенных исследо- ■ вачий.

S. Выполнен статистический анализ, свидетельствующий о наличии тесной корреллпиог ой'связи между показателями прочности, определенными традиционным и новым методами продавливания. Данная корреляционная'связь более тесная, чем та, которая нелпдалась для.--¡оквзателей прочности, определенных традиционным методом и методом одноосного растяжения образцов.

10. Проведены тесргти^ескйс и экспериментальные исследования основных составляющих погрешности нового метода измерения. . ¿ппэ численная оценка полней погрешности. Показано, что погрешность результатов измерения показателя сопротивления продавлива-нию сферическим пуансоном в нормальных условиях определяется, практически, только прястранстзенной неоднородностью исследуемого свойстве объектов измерения.

11. Разработана и утверждена в Минлвспроме СССР отраслевая методика выполнения изнерёний показателя сопротивления продавли-ванчв сферическим пуансоном.

Результатом работы является создание нового метода и средства измерения прочностных свойств Целлюлозно-бумажных материалов в условиях статического двухосного растяжения посредством нзгруясения последних жестким сферическим пуансоном. Метод имеет гшвыиепкае метрологические характеристики и широкие технические возможности. Инструментальная составляющая погрешности снижена . в '5)-1С раз, полная погреаность метода снижено в раза.по орав-

нению с традиционным методом намерения сопротивления продавливают, что позволяет значительно повысить единство измерений к достоверность контроля качества я сертификации продукции по рассматриваемому показатели, а также повысить ыМективность научно-.исследовательских работ, проводимых в области оптимизации прочностных свойств целлалозно-бумгвкннх материалов.

Основные положения диссертации изложены в работгл:

1. Григорьев-В.А. Повышение точности метода определения ' сопротивления-продавливанию бумаги и картона//Состояние и перспектив« развития произьодства гофриро«анного картона, картонной тары на предприятиях целлолозно-бумакнрй промышленности: Тез. докл. Всесоюэ. наУЧно-техн. сов.-МЛ Минлеспром СССР,

1989.-С.66-67.

2. Григорьев БД. К вопросу о связи «ровдостных свойств целлюлозно-бумажных материалов при продавливании сферическим пуансоном и одноосным растяжении // Машины и аппараты целлюлозиа-бу-

\мамого производстве! Медвуз.сб.научн.тр./ ЛТА.-Л.,1990,-С.100-

Юб. • • ' ^ ,

3. Григорьев В.А., Бокдаренкова И.В., Кондрашкова Г.А. Проблемы мег'ралогическай аттестации ж поверки нестандартна ованных

'средств технологического контроля // Системы и средства автоматизации потенциально опасных процессов химииеской технологии: Межвуз.сб.научн.тр./ ИИ.,-Л. ,1990.' -С.б-8.

Сдано в производство 30;09.91., Подписано к печати 27.09.91. Обьеи 1.0 печ!я. Тираж 100. Заказ 80. •

Бесплатно,

РотБпрнат ЛТй ЦШ. 156092, Ленинград, ул. Ив. Черн>ч ч. .*/ "¡/

• "С