- 8
- МОДЕЛЬ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗАГОТОВКАХ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ИГЛОПРОБИВНЫХ КАРКАСОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ НАМОТКИ ТКАНИ
- Модель внутренних напряжений в заготовках углерод-углеродных композиционных материалов на основе иглопробивных каркасов, изготовленных методом намотки ткани / И. В. Магнитский, М. В. Магнитская, Д. А. Цветков, М. А. Любченко, С. В. Палочкин // Технологии и качество. 2024. № 4(66). С. 47–54. https://doi.org/10.34216/2587-6147-2024-4-66-47-54
- DOI: https://doi.org/10.34216/2587-6147-2024-4-66-47-54
- УДК: 67.02
- EDN: CTJKVX
- Дата приема статьи в публикацию: 30.10.2024
- Аннотация: В данной работе приводятся результаты построения модели внутренних остаточных напряжений, возникающих при изготовлении заготовок углерод-углеродных композиционных материалов на основе иглопробивных осесимметричных армирующих каркасов, полученных методом намотки ткани с одновременным иглопробитием, уплотненных пироуглеродной матрицей термоградиентным способом. Проведены расчеты изменения напряженно-деформационного состояния заготовки материала, возникающего в процессе ее изготовления при нагреве и охлаждении. Получены основные зависимости уровня напряжений от технологических параметров изготовления заготовок, оценены величина и опасность с точки зрения возникновения дефектов различных напряжений. Результат проведенных расчетов показывает, что радиальные напряжения прямо пропорциональны перепаду температур при охлаждении заготовки. Показано, что чем больше толщина заготовки материала, тем выше в ней радиальные напряжения. Полученные результаты могут быть полезны при оптимизации параметров технологии изготовления данного класса материалов.
- Ключевые слова: углерод-углеродный композиционный материал, углеродная ткань, намотка, пироуглерод, внутренние напряжения, дефекты, иглопробивной каркас
- Финансирование и благодарности: Работа выполнена в рамках соглашения от 04.12.2023 №41/12-23 о предоставлении гранта Правительства Московской области в сферах науки, технологии и инноваций
- Список литературы: 1. Фиалков А. С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М. : АспектПресс, 1997. 718 с. 2. Щурик А. Г. Искусственные углеродные материалы. Пермь, 2009. 342 с. 3. Morgan P. Carbon Fibers and their Composites. BocaRaton: CRC Press, 2005. 1131 p. 4. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. СПб. : Питер ; Киев : BHV, 2004. 847 с. 5. Review of applications for advanced three-dimensional fibre textile composites / A. P. Mouritz, M. K. Bannister, P. J. Falzon, K. H. Leong // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 1999. Vol. 30, No 12. P. 1445–1461. 6. Бушуев В. М., Мусин Р. К., Синани И. Л. Закономерности пироуплотнения тканопрошивных углеродных каркасов в термоградиентном режиме для изготовления герметичных конструкций // Научно-технический вестник Поволжья. 2012. № 1. С. 125–130. 7. Dimitrienko Yu. I. Modelling of carbon-carbon composite manufacturing processes // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 1999. Vol. 30, No 3. P. 221–230. 8. Cowley K. D., Beaumont P. W. R. The measurement and prediction of residual stresses in carbon fibre/polymer composites // Composites Science and Technology. 1997. Vol. 57, No 11. P. 1445–1455. 9. Jiang T., Guan Z., Li Z. Process modelling of precursor impregnation and pyrolysis used in manufacturing ceramic-matrix composites // Ceramics International. 2021. Vol. 47, No 5. P. 7195–7206.