РАСЧЕТ ПРОФИЛЯ ТЕМПЕРАТУР ПРИ АВТОКЛАВНОМ ФОРМОВАНИИ СТЕКЛОПЛАСТИКА НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДИАНОВОЙ СМОЛЫ И ЛАТЕНТНОГО ОТВЕРДИТЕЛЯ
Аннотация
В работе исследованы теплофизические, физическо-химические свойства препрега КМКС-3м.150.Т10.37 и стеклопластика на его основе. Применяя методы многовариантной регрессии изучен процесс отверждения препрега. Показано, что наилучшим образом можно охарактеризовать экспериментальные зависимости в виде дифференциальных уравнений расхода компонентов n-го порядка с автоускорением, происходящих в три стадии. По результатам кинетического анализа были спрогнозированы мощности тепловыделений при отверждении препрега по двухступенчатым температурно-временным режимам. Введение дополнительной термообработки при температуре 150 °С позволило снизить внутренний саморазогрев материала на 16 °С. Методом конечных элементов рассчитано температурное поле при формовании данного материала. Показано, что предложенная модель позволяет определить характеристики температурного поля с погрешностью до ± 3%. Исследована температура стеклования стеклопластика по объему изделия и показано, что разница между максимальными и минимальными значениями может достигать 35 °С.
Литература
Yeselev A.D., Bobylev V.A. Hardeners for adhesives based on epoxy resins // Klei. Germetiki. Technologii. 2005. N 4. P. 2 – 8. (In Russian).
Bobylev V.A. Hardeners of epoxy resins // Kompozitnui mir. 2006. N 4. P. 20-24. Electronic resource: URL: http://www.npkstep.ru, http://www.npklkp.ru (date of application: 12.07.2021) (In Russian).
Chursova L.V., Babin A.N., Panina N.N., Tkachuk A.I., Terekhov I.V. Use of aromatic amine hardeners to create epoxy binders for PCM for structural purposes // Trudu VIAM: electron. nauch.-tech. jurnal.. 2016. N. 2. St. 04. URL: http://www.viam-works.ru (accessed: 12.07.2021) dx/doi/org/10.18577/2307-6046-2016-0-6-4-4 (In Rus-sian).
Khrulkov A.V., Grigoriev M.M., Yazvenko L.N. Promising implementations of autoclavefree technologies for the manufacture of structural materials // Trudu VIAM: electron. nauch.-tech. jurnal. 2016. N 2. St. 06. URL: http://www.viam-works.ru (accessed: 12.07.2021) DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-6-6 (In Russian)
Tkachuk A.I., Chursova L.V., Panina N.N., Gurevich Ya.M., Babin A.N., Malkov G.V. Influence of the compo-sition of the complex catalytic system of curing dicyandiamide-asymmetric urea on the thermal effect of the polymerization reaction of epoxidian oligomers // Glues. Sealants. Technologies. 2014. N 11. P. 2-8.
Kutsevich K.E., Aleksashin V.M., Petrova A.P., Antyufeeva N.V. Investigation of kinetics of curing reac-tions of adhesive binders // Klei. Germetiki. Technologii. 2014. N 11. P. 27 – 31 (In Russian).
Barinov D.Ya., Mayorova I.A., Marakhovsky P.S., Zuev A.V., Kutsevich K.E., Lukina N.F. Mathematical modeling of temperature fields during curing of thick-walled fiber-glass plate // Perspektivnue materialu. 2015. N 4. P. 5 – 14 (In Russian).
Marakhovskii P.S., Ospennikova O.G., Vorob'ev N.N., Shorstov S.Y., Vasyukov A.N., Barinov D.Y. Evaluation of the variability of glass transition temperature of carbon-fiber-reinforced plastic fabricated by autoclave molding // Polymer Science. Series D, 2020. V. 13. N 1. P. 73 – 79.
Tiger A.A. Physico-chemistry of polymers. M: Nauchny mir, 2007. 573 p. (In Russian)
Marakhovsky P.S., Kondrashov S.V., Gurevich Y.M., Mayorova I.A., Shvedkova A.K., Valevin E.O., Dyachko-va T.P., Yurkov G.Y. Structurization and moisture absorption features of epoxy nanocomposites with carbon nano-tubes // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. V. 6. N 5. P. 515-520.
Kondrashov S.V., Marakhovskiy P.S., Mayorova I.A., Egorov A.A., Mansurova I.A., Yurkov G.Y. Influence of curing mode on formation of epoxy composite structure in the presence of carbon nanotubes // Inorganic Materials: Applied Research. 2014. V. 5. N 5. P. 516-521
Stringer L.G., Hayman R.J., Hinton M.J., Badcock R.A., Wisnom M.R. Curing stresses in thick polymer composite components part II: management of residual stresses // 12th International Conference on Composite Materials. (Paris, July, 1999). 1999. 861 p.
Laptev A.B., Nikolaev E.V., Kolpachkov E.D. Thermodynamic characteristics of aging of polymer composite materials in real operation // Aviatsionnue materialu i technologii, 2018. N 3. P. 80 – 88. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-3-80-88. (In Russian).
Kablov E.N., Startsev V.O. Climatic aging of polymer composite materials for aviation purposes. I. Assessment of the influence of significant impact factors // Deformatsiya i razrushenie materialov. 2019. N 12. P. 7 – 16. (In Russian).
Kablov E.N., Startsev V.O. System analysis of climate influence on mechanical properties of polymer composite materials according to domestic and foreign sources (review) // Aviatsionnue materialu i technologii. 2018. N 2. P. 47 – 58. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-47-58. (In Russian).
Petrova A.P., Chursova L.V., Kogan D.I. Technology of impregnation of PCM by the method of impregnation with a film binder // // Klei. Germetiki. Technologii. 2016. N 6. P. 25 – 29 (In Russian).
Adeodu A., Anyaeche C., Oluwole O., Alo D. Effect of microwave and conventional autoclave post-curating on mechanical and micro-structural properties of particle re-inforced polymer matrix composites // Advances in materials. 2015. 4 (5). P. 85 – 94.
Kablov E.N. Innovative developments of FSUE "VIAM" SSC RF for the implementation of "Strategic directions of development of materials and technologies of their processing for the period up to 2030" // Aviatsionnue materialu i technologii. 2015. N 1 (34). P. 3 – 33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33. (In Russian).
Raskutin A.E. Russian polymer composite materials of a new generation, their development and implementation in promising designs being developed // Aviatsionnue mate-rialu i technologii. 2017. N S. P. 349-367. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-349-367 (In Russian).
GOST 29127. Plastics. Thermogravimetric analysis. Temperature scanning method. 1993. (In Russian).
