Особенности композиционной технологические

При оценке качества и надежности изделий и конструкций необходимо знание ряда физико-механических параметров материалов, из которых они изготовлены. Так, например, одной из основных физических характеристик материала является его плотность. Плотность используется при расчетах большинства других физических и механических характеристик материалов, в частности, динамического модуля упругости, коэффициента теплопроводности, коэффициента отражения и др. Кроме того, плотность является и важнейшей технологической характеристикой материалов, особенно Композиционных. От плотности материалов зависит количественное содержание отдельных компонентов, пористость, степень кристаллизации и отверждения, содержание летучих, неоднородности и т. п. [c.246]

Наличие дефектов часто становится решающим фактором, определяющим несущую способность конструкций, о чем свидетельствуют опыты на стеклопластиковых оболочках, изготовленных намоткой. Реализованные критические силы Ркр при испытаниях оболочек вследствие начальных несовершенств составляли только 0,4—0,8 от критических сил для оболочек без технологических дефектов. Для устранения указанных отрицательных особенностей композиционных материалов разрабатывают различные технологические способы. [c.7]

ГЛАВА IV. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.438]

Взаимодействие наиболее эффективно протекает в композиционных материалах в процессе нагрева при их изготовлении, особенно жидкофазными способами, поэтому в ряде случаев предпочитают применять твердофазные технологические процессы, при которых в связи со сравнительно низкими температурами нагрева диффузия в значительной мере замедлена. Уменьшения взаимодействия матрицы с упрочнителем можно добиться разработкой высокоскоростных и низкотемпературных методов изготовления композиционных материалов. К таким методам изготовления композиций, при которых не успевают проходить диффузионные процессы и взаимодействие в такой мере, чтобы повлиять на снижение свойств, относятся взрывное прессование слоистых и волокнистых композиций [12], гидродинамическое горячее прессование [84] и другие методы твердофазного изготовления, например, композиционных материалов с никелевой матрицей, армированной вольфрамовой проволокой. Одним из наиболее прогрессивных методов изготовления композиционных материалов с металлическими волокнами является динамическое горячее прессование, при котором уплотнение волокнистых и слоистых композиций происходит под действием ударной нагрузки в течение долей секунды. [c.32]

Одной из особенностей технологии металлических композиционных материалов является то, что применение какого-либо одного из известных технологических процессов не позволяет получить компактный материал, обладающий требуемыми свойствами. При изготовлении таких материалов весьма часто приходится прибегать к последовательному осуществлению двух и более технологических процессов, например плазменного напыления и последующего горячего прессования, горячего прессования и последующей прокатки и т. д. К одному из таких комбинированных методов изготовления металлических композиционных материалов относится и вакуумно-компрессионная пропитка, сочетающая в себе элементы вакуумной пропитки и литья под давлением. [c.105]

В области контроля качества изделий машиностроения наметилась тенденция увеличения объемов и трудоемкости вследствие усложнения конструкций, а также использования в них новых материалов (в том числе композиционных) и внедрения эффективных технологических процессов сварки, пайки, склеивания и др. Трудность обнаружения дефектов при этом обусловлена малыми размерами дефектов, особенностями их местоположения и т.д. [c.86]

Развитие всех отраслей промышленности, особенно авиационной и ракетно-космической техники, привело к использованию материалов со специальными эксплуатационными свойствами сверхтвердых, весьма вязких, жаропрочных, композиционных. Обработка заготовок из этих материалов обычными методами (способами) механической обработки весьма затруднительна или невозможна вообще. Поэтому параллельно с разработкой этих материалов создавались принципиально новые методы (способы) обработки. Характерно, что при механической обработке в технологическом оборудовании электрическая энергия превращается в механическую и за счет силового воздействия инструмента (щтампа, резца, фрезы, шлифовального круга и т.д.) на заготовку происходит ее формоизменение (формообразование). [c.442]

Технологические особенности проектирования и изготовления деталей из композиционных материалов [c.489]

Возможность организации серийного выпуска изделий из композиционных материалов предопределяется самым тщательным входным и пооперационным контролем, а гарантия работоспособности изделия может быть дана лишь на основании контроля качества готовой продукции. Сравнительная дороговизна некоторых композиционных материалов, особенно на основе углеродных, борных и арамидных волокон, вызывает необходимость разработки и внедрения новых методов неразрушающего контроля всех выпускаемых изделий. Важность использования для композитов метода конечных элементов оказывается бесспорной. В этой связи особое значение приобретает проблема стандартизации методов контроля и оценок по всем операциям технологического процесса. Для не-разрушающего контроля композиционных материалов и изделий из них все шире используются метода сканирующей электронной микроскопии, жидкокристаллического тепловидения , рентгенографии, лазерной техники и т. п. [c.16]

Наблюдается значительное расхождение в экспериментальных данных по k, приводимых в различных источниках для одних и тех же или подобных композиционных материалов. Нельзя с полной уверенностью объяснить причины такого разброса экспериментальных данных, но, вероятно, они связаны с отклонением технологических параметров от оптимальных в процессе изготовления образцов композиционных материалов. Композиционные материалы изготавливаются посредством формования и отверждения при тщательно контролируемом давлении и температуре. Заметные отклонения от установленного оптимального режима приводят не только к ухудшению механических свойств композиционных материалов, но и оказывают значительное влияние на их теплопроводность, особенно, когда одним из дефектов является повышенная пористость композиционного материала. [c.303]

Композиционный материал в конструкциях представляет собой сочетание армирующих элементов (тонких волокон, нитей или тканей) и связующего. Армирующие элементы определяют высокую прочность и жесткость, а связующее — монолитность. Особенностью изготовления является одновременное формование целого агрегата на специальной оправке, отражающей внутреннюю конфигурацию отсека с учетом всех конструктивных элементов (шпангоутов, окантовок, местных утолщений и пр.). После затвердевания связующего с оправки снимается цельный корпус, и в этом неметаллические конструкции имеют существенные технологические преимущества по сравнению с металлическими. [c.147]

Особенности моделей оптимизации конструкций из композитов. В процессе оптимизации конструкций из композитов совершенствуются геометрия и физико-механические характеристики материала, определяемые варьируемыми структурными параметрами композита. Данное обстоятельство расширяет возможности проектировщика, позволяет находить проектные решения, адекватные характеру конкретной системы внешних воздействий на конструкцию, однако приводит к необходимости учета технологических ограничений на пределы варьирования структурных параметров композита, а также возможностей реализации проекта в реальной конструкции (технологичность проекта). Указанная особенность рассматриваемой проектной ситуации принципиально усложняет постановку задачи оптимизации конструкции из композита по сравнению с аналогичной задачей, например для конструкции из металла или иного однородного конструкционного материала. Характер задачи оптимизации конструкций из композитов существенно усложняется вследствие необходимости учета ряда специфических свойств композиционного материала, в частности зависимостей физико-механических характеристик композита от параметров его структуры, имеющих, как правило, достаточно сложное аналитическое выражение. Данная особенность проявляется в первую очередь при построении модели оптимизации, а также в процессе численной реализации оптимизационной модели. [c.169]

Одним из значимых факторов технического прогресса в машиностроении, как и в других отраслях, является совершенствование технологии производства. Особенность современного производства — применение новых конструкционных материалов жаропрочных, коррозионно-стойких, композиционных, порошковых, полимерных и др. Обработка этих материалов требует совершенствования существующих технологических процессов и создания новых методов, основанных на совмещении механического, теплового,. химического и электрического воздействия. [c.4]

Композиционные материалы (КМ) обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов) и в совокупности открывающих широкие возможности, как для совершенствования существующих конструкций самого разнообразного назначения, так и для разработки новых конструкций и технологических процессов. Успешная реализация больших потенциальных возможностей, заложенных в идее композиционного материала и в свойствах его компонентов, в значительной степени зависит от уровня информированности конструктора об этих возможностях, принципах конструирования и методах расчета. К сожалению, этот уровень не вполне соответствует достижениям науки. Ситуация усугубляется и тем, что имеющаяся (и достаточно обширная) литература по композитам ориентирована в основном на научных работников, а не на инженеров, занятых расчетом, проектированием и изготовлением конструкций из композитов. [c.6]

Наиболее подходят для выбора материалов жаростойких покрытий жаропрочных сплавов, работающих в окислительных газовых средах в температурном интервале 1200... 1700 °С, силицидные системы. Главным их достоинством является образование при высокотемпературном окислении сплошной само-залечивающейся стекловидной окалины 8102, малопроницаемой для кислорода. Покрытия этой системы используют в основном для защиты сплавов на основе тугоплавких металлов (особенно на основе ниобия, молибдена) и углеродных материалов (углеграфитовые и угле-род-углеродные композиционные материалы). В многокомпонентных силицидных покрытиях основным слоем, определяющим формирование защитной окалины, наиболее часто является либо легированный дисилицид молибдена, либо твердые растворы тугоплавких дисилицидов, модифицированные для улучшения защитных, технологических и эксплуатационных свойств бором, иттрием, переходными металлами IV - VII групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. [c.234]

Широкое использование роботов начинает сказываться на компоновке и морфологии машин и агрегатов, с которыми они взаимодействуют. Действительно, если раньше высота рабочей зоны станка выбиралась исходя из условий удобства установки-снятия детали, слежения и управления режимом работы станка (обычно на уровне груди рабочего), то теперь выбор размеров рабочей зоны в целом и ее высоты, в частности, основывается на особенностях технологического процесса и возможностях оперативных действий робота. Дизайнерская и эргономическая проработка промышленных роботов, робототехнических систем и оборудования с ЧПУ предусматривает использование современных проектных средств и методов, композиционную организацию формы этих изделий (достижение новизны формы немаловажно с точки зрения патентных соображений и проблем сбыта) повышение уровня потребительских свойств объектов при снижении затрат на их производство за счет расширения унификации. Хотя роботы и оборудование с ЧПУ предназначены в основном для безлюдных технологий, они, требуют, однако, наладки, программирования, ремонта и другого обслуживания, поэтому и здесь должен быть учтен человеческий фактор. [c.38]

Стеклослюдопласт композиционный. Основной особенностью композиционных стеклослюдопластов, выпускаемых по ТУ 16-503. 052-70, является сочетание гибкости с упругостью и большой механической прочностью, что значительно снижает вероятность повреждения материала при технологических операциях применения. Указанное свойство позволяет широко использовать его в качестве пазовой и междуфазной изоляции в электрических машинах различного исполнения, заменяя гибкий миканит. [c.245]

Таблица 12.2. Конструктивные и технологические особенности композиционной детали, представленной на рис. 1Z12

Одну из наиболее сложных задач при изготовлении пространственно-армированных композиционных материалов представляет выбор связующего 31, 68], особенно при изготовлении материалов, образованных системой двух, трех и п нитей 59]. Материалы могут иметь как обычную, так и пиролизованную матрицу. Сложность подбора связующего обусловлена трудностью пропитки. При повышенных толщинах на обычных пропиточных машинах нельзя полностью удалить из материала воздух, который при формовании приводит к пористости, поэтому пропитку таких материалов осуществляют в вакууме и под давлением в специальных пресс-формах. Необходимое содержание связующего достигается изменением степени уплотнения материала чем толще материал, тем сложнее его пропитка. В качестве связующего используют ннзковязкие термореактивные смолы, которые при правильном выборе режимов и хорошо отлаженном технологическом процессе позволяют достигать плотности композиционных материалов на уровне теоретической. Так, для материалов, образованных системой двух нитей, при коэффициенте армирования 1 = 0,45 плотность р = = 1,80 г/см (теоретическая 1,80 г/см ), а при х = 0,50 р = 1,85 г/см (теоретическая 1,86 г/см ), [c.12]

Композиционные материалы, образованные системой трех нитей, создают, как правило, большой толщины (до 500 мм). Технология создания таких материалов имеет специфические особенности, обусловленные процессами пропитки и формования. Оба процесса проводятся под вакуумом и давлением в закрытых пресс-формах и зависят от плотности ткани и типа связующего. Поэтому выбор типа связующего для создания рассматриваемого класса материалов требует детального изучения. О важности этого фактора свидетельствуют данные экспериментов, полученные на двух различных в технологическом отношении типах матриц — эпоксидной ЭДТ-10 и феноло-формальдегидной (ФН). В качестве арматуры при изготовлении трехмерноармированных композиционных материалов были использованы кремнеземные и кварцевые волокна. Структурные схемы армирования исследованных материалов были одинаковыми. Они представляли собой взаимно ортогональное расположение волокон в трех направлениях. Содержание и распределение волокон по направлениям армирования этих материалов приведено в табл. 5.13. [c.156]

Рассмотрены преимущества композиционных материалов перед обычными в каждой из указанных областей техники, особенности проектирования типичных элементов конструкций, вкономическая и технологическая целесообразность применения композиционных материалов. [c.4]

По технологической схеме фирмы Ы1е уа1е изготовление контейнера начинается с прессования коробки, в которую прежде всего помещают ровничную ткань. Затем пенопластовые плиты размером 7,6 X 12,7 см целиком оборачиваются ровницей. Из рис. 2 видно, что толщина готовой панели определяется толщиной этих плит, а ее ширина — расстоянием между ребрами. Плиты помещают под пресс вплотную друг к другу. После запрессовки вместе со смолами и снятия нагрузки получается композиционный материал. Так как ребра обеспечивают сопротивление сдвигу между обшивками, в таком материале можно применять легкую сердцевину, для этого обычно используют пенопласт с плотностью 0,032 г/см . Большинство изделий фирмы Б11е а1е предназначены для рефрижераторов в этом случае толщина материала определяется в основном теплоизоляционными свойствами, а не конструктивными особенностями. [c.216]

Конструктивные особенности деталей из композиционных материалов обусловлены физико-механическими и технологическими свойствами, способами их получения. Прочностные и точностные характеристики деталей во многом зависят от их конструктивного оформления. Следует всегда стремиться к упрощению конструкции детачи как по технологическим и эксплуатационным, так и по экономическим соображениям. Чем проще конструкция детали, тем дешевле технологическая оснастка, ниже себестоимость, выше производительность труда и качество получаемых деталей. Габаритные размеры деталей определяют мощность оборудования (пресса, литьевой машины и т.д.). При проектировании деталей с высокими требованиями к точности размеров необходимо предусмотреть припуск на их дальнейшую механическую обработку. [c.489]

При прерывистом резании, недостаточной жесткости технологической системы и на черновых операциях при изменяющихся припусках на обработку используют более пластичные покрытия малой толщины - 3...5 мкм. Для непрерывного резания, особенно в условиях большой жесткости технологической системы и малых подач, более эффективны покрытия повышенной твердости толщиной 5... 10 мкм. Для инструментов из быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М5К5 применяют покрытия из нитрида титана толщиной 3...5 мкм. Комплексная поверхностная обработка, заключающаяся в предварительном азотировании инструмента на глубину до 25 мкм и последующем нанесении покрытий, позволяет увеличить период стойкости инструмента в 3... 5 раз. Для твердосплавных инструментов используют покрьггия из карбида титана толщиной 6...10 мкм и композиционные покрытия из карбида, карбонит-рида и нитрида титана толщиной до 10 мкм. [c.218]

Технологический процесс производства Сандвичевых структур (сотовых конструкций) требует соблюдения трех обязательных условий использования давления использования температуры (необходимо учесть, что и давление, и температура должны быть в точно заданных регламентами пределах в течение всего времени отверждения адгезивов) обеспечение инструментом и оборудованием, которое будет совмещать детали и выдерживать их под нагрузкой в течение всего режима отверждения. Существует много технологических приемов обеспечения условий отверждения Сандвичевых структур от формования в вакуумных мешках до автоклавного прессования. В основном все оборудование для производства Сандвичевых структур аналогично оборудованию для производства армированных пластиков, так как сандвичевые структуры являются одним из видов таких композитов. Однако давление при производстве Сандвичевых структур почти всегда ниже, что связано с особенностью свойств заполнителя. Стоимость оборудования в этом случае может быть несколько более низкой. Кроме того, низкие максимальные давления при соединении элементов Сандвичевых структур приемлемы и для ряда других композиционных материалов. [c.377]

Этот перечень материалов еще раз показывает, как трудио дать общее определение, которое охватывало бы все приведенные группы полимерных материалов, резко различающиеся между собой, особенно если учесть, что полимерная фаза в свою очередь может быть композиционной. Фактически ни один полимерный материал не является однофазным или однокомпонентным, хотя некоторые компоненты могут присутствовать в очень небольших количествах, резко изменяя физические свойства основного полимера. С позиций применения полимерных материалов для упаковки модифицирование их различными добавками является наиболее важным технологическим приемом расширения ассортимента материалов, поскольку это значительно легче и экономичнее, чем создание новых полимеров. [c.454]

Безфлюсовая пайка борадюминиевых композиционных материалов в печи может быть осуществлена по стандартным технологическим режимам, применяемым при пайке алюминиевых сплавов, если при этом не происходит разупрочнения волокна. Стандартная технология заключается в помещении менаду соединяемыми деталями припоя в виде фольги и пайке в печи при наличии давления, обеспечивающего хороший контакт. При пайке материала с волокном борсик и матрицей из сплава 6061 или 1100 в качестве припоя может применяться фольга сплава 713 (А1— 7% Si) или 718 (Л1 — 12% Si), поскольку процесс пайки при температуре 590—610° С не приводит к разупрочнению волокна. Борное волокно при этих температурах разупрочняется в течение 1ескольких минут. Другие сплавы-припои, имеющие более низкие температуры плавления, такие, как 719 (А1 — 2,5% Си—9,5% Si), более перспективны, особенно если они изготовляются в виде фольги. [c.449]

В основе классификации композиционных материалов лежат следуюш,ие обш,ие принципы материаловедче— ские — по материалу матрицы (связующего) (1] или наполнителя (арматуры) 2] и их свойствам констрзжцион— ные — по типу наполнителя и его расположению (укладке) в матрице технологические — по способу изготовления и переработки в изделия. Развитые в данной монографии методы структурной механики композиционных и дисперсных материалов построены на общетеоретических принципах, но по своей направленности, и особенно в [c.13]

Научную основу для понимания, описания, предсказания и контроля конструкционных свойств всего многообразия композиционных материалов, а также для технологии формования изделий из них дает механика композитов. Отличительная особенность механики композитов обусловлена необходимостью учета структуры материала на уровне армирующих элементов обстоятельство, не характертое для классической механики деформируемого твердого тела. На структурном уровне армирующих элементов формируются механические, и в первую очередь, прочностные, свойства композитов. В силу этого необходимость в изучении процессов разрушения возникает уже иа стадии проектирования композитов и при выборе и оптимизации технологических процессов их производства. [c.7]

В настоящее время в практике обработки высокопрочных, твердых и тугоплавких материалов начинает применяться так называемое виброрезание. Режущему инструменту принудительно сообщают низко- и высокочастотные или ультразвуковые колебания с малой амплитудой. При этом снижаются силы резания и уменьшается сопротивление трению. Влияние этих колебаний на процессы, происходящие в технологической системе, изучено еще недостаточно глубоко. Это не дает возможности точно определить область их целесообразного и эффективного применения и в особенности при обработке жаропрочных, титановых и тугоплавких сплавов, а также керамических и композиционных материалов. [c.60]

Зрелищные здания, и в особенности театры, имеют сложную функциональ-но-технологическую структуру, которая была в самых обгцих чертах охарактеризована выше. Расположение и форма всех частей должны быть задуманы как элементы единого композиционного замысла, как составляющие цельной и выразительной художественной формы, при одновременном удовлетворении функциональным требованиям. [c.246]

Композиционные материалы на основе полимеров. Они представляют собой многокомпонентную композицию, содержащую основу, теплостойкую арматуру и наполнитель. Основу в таких материалах называют связующим. Это каучуки, смолы и их комбинации. Чаще применяются фенолформальдегидные и анилин-формальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации. Наполнители регулируют рабочие и технологические свойства материала. Они подразделяются на металлические (медь, бронза, латунь, цинк, алюминий, свинец, железо, титан и другие металлы и соединения в виде порошков, стружки или проволоки) неметаллические (графит, углерод, кокс, сера и др.) минеральные (керамика, барит, сурик, глинозем, каолин, мел и др.) органические, например скорлупа ореха кешью. Каучуково-смоляная основа обладает недостаточно высокими механическими свойствами, особенно при повышенных температурах. Поэтому все материалы на полимерной основе содержат теплостойкую арматуру асбест, волокна, вату и т. п. Этот компонент во многом определяет свойства и технологию всего материала, и поэтому он часто отражается в его названии. Так, материалы, армированные асбестом, называются ФАПМ, т. е. фрикционные асбополимерные материалы. [c.38]

II Нанесение барьерных покрытий на армирующие наполнители, например покрытий нз тугоплавких металлов, карбидов титана, гафния, бора, нитридов титана, бора, окислов иттрия на волокна углерода, бора, карбида кремния. Некоторые барьерные покрытия на волокнах, пренмуществеино металлические, служат средством улучшения смачивания волокон матричными расплавами, что особенно важно прн получении композиционных материалов жидкофазнымн методами [5]. Такие покрытия часто называют технологическими [c.493]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...