авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Проектирование свойств и разработка технологии производства льносодержащих армирующих трикотажных структур для волокнистых композитных материалов

-- [ Страница 3 ] --

. (27)

Для расчета теплопроводности и построения полей распределения температур внутри оболочки использовалась математическая система MatLab. При программировании расчетов проводилось поочередное вычисление строк матричного уравнения (27), соответствующих каждому узлу, с учетом выражения (24). Для примера рассматривался фрагмент материала с числом узлов 1515. Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С), для льняной пряжи – 0,04; для хлопчатобумажной ткани – 0,05; для защитного слоя БОП – 0,3. Температурное поле принималось однородным Т=200°С, Q = 700 Вт/м2, q = 350 МДж/м2, с = 9,18·105 Дж/м3·°С – удельная теплоемкость материала. Кривая изменения температуры внутри оболочки показана на рис. 20.

Шестая глава посвящена исследованию функциональных свойств (комфортности) многослойной конструкции обивки автомобильного сидения с оптимальными физиологическими параметрами. Одной из областей применения основовязаного трикотажа из льняной пряжи – в многослойном пакете обивки автомобильного сиденья. Гигиеничность кресла тесно связана с воздухопроницаемостью многослойной структуры опорных поверхностей, которые состоят из пружинного блока, слоя вспененного полиуретана, подстилочного слоя и обивки. При воздействии нагрузок от веса человеческого тела многослойная структура сжимается (рис. 22), объем пор сокращается, а воздух, фильтруясь через материал, движется и вентилирует зоны контакта тела с опорной поверхностью. При снятии или уменьшении нагрузок при движении тела человека поры за счет упругости материала снова наполняются воздухом. При сжатии пористого материала происходит изменение площади и формы его свободной поверхности, а также размера пор. Размер пор как функция сжатия влияет на воздухопроницаемость пористого тела. При этом более сжатыми и менее проницаемыми являются верхние слои, непосредственно воспринимающие нагрузку.

Определить параметры фильтрации, т.е. скорость и расход воздуха на границе свободной поверхности, можно, связав деформацию пористого тела с размерами пор и воздухопроницаемостью, а его упругую реакцию на сжатие – с объемными силами, вызывающими перепад давления и движение воздуха. В данном случае скорости воздуха и сами объемные силы небольшие, поэтому для расчетов можно использовать систему уравнений неразрывности и уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости, преобразованных для двумерного случая и стационарного режима течения:

(28)

где p – давление жидкости в порах; X, Y – объемные силы, действующие в единице объема; vx, vy – проекции скорости жидкости на координатные оси; – коэффициент динамической вязкости жидкости (газа).

Решение задачи целесообразно проводить пошагово для каждого фиксированного момента времени tk. Поскольку деформация пористого тела неоднородна, данную задачу можно решить, используя метод конечных элементов, разбив весь объем на конечные шестизвенные элементы (рис. 23) – стержневые эквиваленты плоского сечения поры. Объемные силы, вызывающие перепад давлений, в соответствии с методом перемещений вызовут возникновение узловых сил, представленные в матричном виде нижеследующим выражением и зависят от скорости узловых перемещений vx, vy, которые приравниваются к скоростям воздушного потока внутри поры:

(29)

где – приведенная к глобальной системе координат матрица функции формы (положения узловых элементов), определяющая перемещение упругого тела; – матрица функции формы, характеризующая распределение давления, т.е.

; ; . (30)

Теоретическое определение этих скоростей довольно трудоемко и неточно, поэтому в данной работе они определялись экспериментально. Для этого образец сжимался грузом заданного веса (в нашем случае – 40Н) на специальном стенде. Динамика сжатия фиксировалась скоростной съемкой на цифровую фотокамеру. Серия снимков с временным интервалом 0,25 с помещалась в графическом редакторе в систему координат, и в каждом временном интервале определялось смещение контрольных точек. С учетом зависимостей Дарси, Козени-Кармана, пористости и упругости материала была составлена матрица расхода воздуха через i-й конечный элемент, определяемого по смещению узловых элементов для каждого фиксированного момента времени и каждого слоя пакета:

(31)

Расход воздуха в матричном виде

, (32)

где .

Здесь Ko – константа Козени; S – площадь свободной поверхности; – коэффициент пористости; l – характерный размер поры; – величина смещения узла; – угловое смещение стенки поры.

Расчет фильтрации воздуха проводился пошагово в среде MatLab для заданной свободной поверхности при различных фиксированных значениях внешней силы с интервалом времени 0,25 с. Графическое распределение параметра фильтрации по заданной области в каждый момент времени показано на рис. 24.

Седьмая глава посвящена разработке экономически эффективной технологии получения трикотажных геокомпозитов сетчатой структуры с разнонаправленным расположением нитей из льняного волокна и его отходов, составляющих достойную конкуренцию по определяющим свойствам мультиаксиальным нитепрошивным полотнам и не оказывающих негативного влияния на окружающую среду. Сравнительный анализ сетеполотен различных способов производства выявил преимущественные особенности филейного основовязаного полотна тамбурного способа петлеобразования. Сформулированы главные требования к трикотажным структурам данного назначения: способность выдерживать разнонаправленные нагрузки; возможность работать в стадии обратимых деформаций; регулярность структуры; низкая материалоемкость; водопроницаемость. На основе анализа технологических возможностей машины с трубчатыми гребенками были разработаны параметры заправки (кладки нитей; сдвиги и расстановки плашек рисунчатой цепи) для спроектированных структур основовязаного трикотажа производных двухизнаночных переплетений. Экспериментально получены и исследованы образцы тамбурного основовязаного трикотажа филейного переплетения, предлагаемого к использованию к качестве биоразлагаемого геотекстильного материала для армирования (усиления мягких грунтов) или защиты (предотвращения или замедления эрозии почв) при формировании искусственного ландшафта. Сравнительный анализ технических характеристик образцов трикотажа различных переплетений показал, что увеличение сдвига гребенки приводит к снижению удлинения и увеличению разрывной нагрузки. Циклическое растяжение уменьшает внутреннее напряжение.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Обоснован выбор сырьевого состава, структуры армирующего каркаса, а также целесообразного ассортимента волокнистых композитов, содержащих льняные волокна.

2. Выявлен характер воздушных потоков в прядильной камере и получены математические выражения, характеризующие перенос и распределение волокон и сорных примесей в объеме прядильного ротора; теоретически получена и экспериментально подтверждена зависимость массы сороотложений в прядильном роторе от времени его работы, на основе которых предложен оптимальный режим обслуживания прядильной камеры.

3. Разработана математическая модель образования неровноты пневмомеханической пряжи за счет отложений в прядильном роторе, позволяющая прогнозировать качество пряжи в зависимости от технологических параметров прядильной камеры и времени накопления отложений.

4. Экспериментально определены зависимости физико-механических показателей пневмомеханической пряжи от количества отложений в роторе; выявлены количественные пороговые значения этих отложений (порог муарности), приводящие к «муаровому эффекту» и показана возможность использования спектрального анализа для его выявления, на основании чего предложены мероприятия по предупреждению появления периодической неровноты в пряже.

5. Дано теоретическое и технологическое обоснование использования технологии тамбурного петлеобразования для переработки в трикотажное полотно низкосортного волокнистого сырья, которое раньше могло использоваться только для производства иглопробивных нетканых материалов, при этом разработана методика расчета натяжения нити при её последовательном прохождении через основные зоны петлеобразования на основовязальной машине ОВ-160, что позволяет подбирать наиболее приемлемую по прочности пряжу и оптимизировать усилие оттяжки полотна.

6. Проведены теоретический анализ и экспериментальные исследования, показывающие, что растяжимость основовязаного трикотажа при многоосевых нагрузках почти одинакова в разных направлениях; это создает преимущества при формовании композитных материалов сложной формы. Предложена методика расчета деформаций трикотажного полотна при многоосевых нагрузках, позволяющая прогнозировать его механические свойства.

7. С использованием метода конечных элементов разработана структурная модель трикотажного полотна, на ее базе разработана динамическая имитационная модель трикотажной петли, которая позволяет наглядно представить механизм нагружения структурного элемента и дает возможность прогнозировать механические свойства трикотажа при различных параметрах исходной нити и структуры полотна. Разработанная методика реализована в программном продукте для расчета механических свойств трикотажа.

8. Предложена методика расчета теплопроводности многослойной текстильной оболочки для проектирования теплозащитных свойств боевой одежды пожарных, в подкладке которой используется основовязаный трикотаж из льносодержащих нитей.

9. С использованием метода конечных элементов проведен теоретический анализ фильтрации воздуха через пористые структуры и получены зависимости расхода воздуха и воздухопроницаемости от степени их сжатия внешними нагрузками, на основании которого разработана методика расчета параметров фильтрации многослойных пористых материалов применительно к автомобильным креслам.

10. Систематизированы данные распределения эксплуатационных деформационных нагрузок для последующего их учета при проектировании разноусиленных зон в основовязаном тамбурном трикотажном полотне, на основании которых разработано и защищено патентом купонное полотно с прокладкой дополнительных поперечных уточных нитей, расположенных в структуре основного полотна и формирующих разноусиленные зоны с заданным чередованием, позволяющие придать анатомическую волнообразную кривизну спинке кресла и гармонизировать тепло- и влагообмен.

11. На основе сравнительного анализа сетеполотен различных способов производства выявлены преимущественные особенности филейного основовязаного полотна тамбурного способа петлеобразования, для которого сформулированы главные технологические требования.

Публикации, отражающие основное содержание ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных научных результатов докторских диссертаций

  1. Башкова, Г.В. Исследование параметров заправки чесальной машины на качество пневмомеханической пряжи повышенной линейной плотности [текст]/ Г.В. Башкова, И.И. Штут //Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 1983. – №1. – С. 100-102.
  2. Башкова, Г.В. Оценка мероприятий, направленных на снижение сороотложений в прядильных камерах [текст]/ Г.В. Башкова, Г.А. Денежников // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 1984. – №6. – С. 114-115.
  3. Башкова, Г.В. Исследование динамики сороотложений в желобе прядильной камеры [текст]/ Г.В. Башкова // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 1985. – №6. – С. 26-29.
  4. Башкова, Г.В. Тенденции инновационного развития высокотехнологичного текстильного оборудования [текст]/ Г.В. Башкова, Г.И. Чистобородов // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2008. – №4. – С. 115-117.
  5. Башкова, Г.В. Влияние воздушных потоков на сороотложения в прядильном роторе [текст]/ Г.В. Башкова, А.П. Башков, Г.И. Чистобородов // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2008. – №5. – С. 69-72.
  6. Башкова, Г.В. Системный подход к применению сетевых технологий в текстильной промышленности [текст]/ Г.В. Башкова, А.П. Башков, Е.Н. Калинин // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2008. – №6. – С. 103-105.
  7. Башкова, Г.В. Механизм образования периодической неровноты в пневмомеханической пряже [текст]/ Г.В. Башкова, А.П. Башков, Г.И. Чистобородов // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2009. – №1. – С. 52-56.
  8. Башкова, Г.В. Представление механических свойств трикотажного полотна с использованием метода конечных элементов [текст]/ Г.В. Башкова, А.П. Башков, Д.А. Алешина, Н.Ю. Натертышев // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2009. – №2. – С. 77-81.
  9. Bashkova G.V. Prediction of thermal conductivity of a composite textile material [текст]/ G.V. Bashkova, A.P. Bashkov, G.I. Chistoborodov, A.K. Kalinkin // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2009. – №3. – С. 18-21. – (на англ. яз.).
  10. Башкова, Г.В. Фильтрация воздуха через многослойные текстильные структуры с учетом механической нагрузки [текст]/ Г.В. Башкова, А.П. Башков, Д.А. Алешина, И.А. Журавлева // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2010. – № 2. – С. 77-81.
  11. Башкова, Г.В. К вопросу о переработке пряжи из грубых волокон на трикотажных машинах [текст]/ Г.В. Башкова, Г.И. Чистобородов, А.П. Башков, Д.А. Алешина//Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2010. – № 4. – С. 75-79.
  12. Башкова, Г.В. Анизотропия структуры и свойств ниточных наполнителей композитов [текст]/ Г.В. Башкова, Г.И. Чистобородов, А.П. Башков, Д.А. Алешина, И.Ю. Натертышев // Изв. вузов. Технол. текст. пром-сти. – 2010. – № 7. – С. 80-84.
  13. Bashkova, G. Mecanismul formrii neuniformitii periodice a firelor filate cu cap liber [текст]/ G. Bashkova, A. Bashkov//Industria Textil. – 2010. – № 1. – PP. 7-10. – (на рум./англ. яз.).

Статьи в зарубежных и российских журналах, сборниках научных трудов, депонированные рукописи



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.