Разработке композиционных

Для перехода от решения технологических задач к разработке компоновки АЛ необходимо по результатам предварительного этапа обобщенного алгоритма на каждый станок, входящий в АЛ, составить схему обработки, которая позволяет выполнить общую увязку станка и в дальнейшем вести проектирование средств технологического оснащения.

При разработке компоновки станков определяют число и расположение силовых узлов, а также составляют схему рабочих и вспомогательных пе-

Специально спроектированное оборудование дает больше возможностей для рациональной компоновки линий. При этом можно предусмотреть наиболее рациональное построение сборочных операций, возможность автоматической загрузки и разгрузки деталей и наиболее удобного обслуживания каждой сборочной позиции линии и т. п. Поэтому отсутствие сборочных машин общего назначения, которые надо было бы использовать при переходе на автоматическую сборку, создает большую свободу конструктору при разработке компоновки автоматической линии.

Для уменьшения общих потерь от простоев оборудования при разработке компоновки автоматической линии необходимо добиваться локализации влияния простоя одного агрегата или механизма на другие в пределах группы ближайших агрегатов. Для этого линии разбиваются на отдельные самостоятельно управляемые участки с межучастковыми заделами.

При разработке компоновки котельного агрегата большое внимание должно быть уделено рациональной трассировке и компоновке газовоздухопроводов и их узлов, Простота схемы является важным фактором, способствующим повышению надежности и экономичности установки. Клапаны на отключенных байласных линиях и на поперечных связях дают значительные перетечки воздуха или газа. Поэтому даже в установках малой мощности индивидуальная компоновка хвостовых поверхностей нагрева, золоуловителей, тягодутьевых устройств без обводных

Площади цеха первоначально определяют по показателям выпуска годного литья с 1мч общей площади в год и в дальнейшем уточняют при разработке компоновки и планировки цеха.

(иногда два) боковой заезд автотранспорта со стороны дымовых труб. Габаритные размеры автопроездов и их трассировку устанавливают при разработке компоновки котельного отделения на основании проектов механизации монтажных и ремонтных работ.

При разработке компоновки АЭС, даже если определена ее предельная мощность, необходимо предусмотреть возможность дальнейшего ее расширения с наименьшими капитальными затратами. . ..

(иногда два) боковой заезд автотранспорта со стороны дымовых труб. Габаритные размеры автопроездов и их трассировку устанавливают при разработке компоновки котельного отделения на основании проектов механизации монтажных и ремонтных работ.

При разработке компоновки АЭС, даже если определена ее предельная мощность, необходимо предусмотреть возможность дальнейшего ее расширения с наименьшими капитальными затратами.

Два события, имевшие место в 1963 г., послужили новым толчком для интенсивного изучения химии поверхности раздела. Одним из них явилось создание комитета по проблеме поверхности раздела в волокнистых композитах. Этот комитет должен был всесторонне изучить проблему композиционных материалов, выделить наиболее важные вопросы и сделать рекомендации по субсидированию конкретных работ. В работе комитета приняли участие представители университетов, правительства и специалисты различных отраслей промышленности. Заключение комитета (МАБ-214-М) было опубликовано в 1965 г., и его основной вывод состоял в том, что фактически в течение 15 лет при разработке композиционных материалов химия поверхности раздела не принималась во внимание.

В этом томе будет показано, что успехи в разработке композиционных материалов явились результатом достижений во многих областях техники. Конструкторы считают, что по некоторым своим техническим характеристикам композиционные материалы превосходят обычные, широко распространенные материалы, и во многих случаях могут их заменить.

мого материала, и поэтому они не могут сделать необходимые капиталовложения, которые обеспечили бы достижение высокой производительности, а следовательно, и более низких материальных затрат при разработке композиционных материалов. Время, требуемое для разработки и изготовления новых конструкционных материалов, часто бывает недостаточным, что представляет определенную трудность при внедрении новых материалов, требующих длительных квалифицированных испытаний. Чаще всего дорогу применению новых материалов и процессов прокладывают военные программы. Для того чтобы новые материалы были рекомендованы для внедрения в производство, надо доказать их экономическую эффективность. В связи с тем, что самолет подвергается воздействию знакопеременных и статических нагрузок, коррозионному и другим воздействиям, заказчики предпочитают иметь дело с недорогостоящими и уже испытанными материалами. Существует определенное желание избежать рискованных ситуаций во что бы то ни стало, главным образом из-за нежелательной, но неизбежной огласки инженерных неудач, даже если эти инженерные просчеты не имеют катастрофических последствий.

В данном обсуждении делается обзор современного состояния знаний о механизмах усталостного разрушения в металлах, армированных волокнами. Цели этого обзора состоят в том, чтобы резюмировать те принципы, коль скоро они известны, которые определяют усталостную прочность композитов, и поставить дальнейшие задачи по разработке композиционных материалов для работы в условиях усталости.

93. Шоршоров М. X. Проблема совместимости при разработке композиционных материалов с металлической матрицей, упрочненных высокомодульными волокнами. — В кн.: Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы. М., Наука, 1976, с. 10—15.

Развитие всех отраслей промышленности, а также задача повышения качества выпускаемых изделий потребовали создания новых конструкционных материалов. Авиация, ракетно-космическая техника, ядерная энергетика и многие другие отрасли нуждаются в материалах, характеризующихся высокими прочностью, термостойкостью и жаропрочностью, малой плотностью, теплопроводностью и электропроводимостью, диэлектрическими, магнитными и другими специальными физическими свойствами. Объединение различных ценных свойств отдельных материалов позволило создать единое целое - композицию. Современное материаловедение уже добилось значительных успехов в исследовании и разработке композиционных материалов (КМ).

Ситуация полностью изменилась с разработкой и освоением промышленного производства углеродных и других неметаллических волокон. Сочетание высокой прочности, высокого модуля упругости и низкой плотности, характерное для углеродных волокон, дает возможность получать композиционные материалы, которые не только не уступают по механическим свойствам традиционным металлическим материалам, но и имеют ряд преимуществ, особенно в тех случаях, когда большое значение имеет снижение веса конструкции (в авиационной и космической технике) или когда напряжения, вызваемые действием силы тяжести, ухудшают эксплуатационные свойства узлов, изготовленных из более тяжелых металлических материалов. Поэтому не удивительно, что первоначальные усилия по разработке композиционных материалов были направлены на улучшение их механических свойств и значительно меньшее внимание уделялось исследованию их тепло-физических и электрических свойств.

Свободная энергия взаимодействия очень важна не только для процесса изготовления, но и в условиях эксдлуатации материала при высоких температурах. Изменение свободной энергии при взаимодействии волокна и матрицы является движущей силой этой реакции, и при повышенных температурах степень изменения этих движущих сил становится очень важной. При разработке композиционных систем, работающих при высоких температурах, необходимо определять изменение свободной энергии для возможных реакций в предполагаемой системе. Такие системы, как ниоби-евый сплав и волокна карбида кремния, имеют очень высокие величины движущих сил реакций, ухудшающих совместимость компонентов.

Совместимость волокнистого упрочнителя — проволоки с матрицей, является, как указывалось выше, очень важной проблемой при разработке композиционных металлических материалов, упрочненных проволокой [18, 24]. Установлена важность взаимодействия волокна с матрицей на границах раздела. Для изучения модельной системы были выбраны взаимно нерастворимые компоненты [6, 7, 11, 12, 14, 19]. На модельной композиционной системе со взаимно нерастворимыми компонентами медь — вольфрамовая проволока получены высокие значения длительной прочности при температуре выше 0,9 от абсолютной температуры плавления матрицы.

Существенным стимулом в разработке композиционных материалов с титановой матрицей послужили работы, выполненные в Англии в конце 60-х годов, до созданию лопаток вентилятора из армированных углеродным волокном пластиков. При типичном анализе была выявлена возможность значительной экономии массы за счет применения жестко армированных лопаток вентилятора, поскольку это нередко позволило бы избежать использования демпфирующих вибрацию обойм. Такое конструктивное решение приводит к дополнительному положительному эффекту, так как масса диска, к которому крепятся лопатки, также может быть уменьшена. В наиболее благоприятных случаях экономия может достигать 45% массы ступени. Лопатки из армированных

Эти результаты представляют значительное улучшение прежних достижений и демонстрируют важность технологии производства в разработке композиционных материалов. Сочетание продольной и поперечной прочности, достигнутое в этом исследовании, намного превышает соответствующие показатели, полученные с матрицами из пластика и алюминия, когда часть волокон приходится располагать во внеосевых положениях с целью обеспечения достаточной внеосевой прочности, за счет прочности в продольном направлении. Это преимущество титановой матрицы отмечалось во введении к данной главе при рассмотрении роли композиционных материалов с титановой матрицей. Дополнительное преимущество этой матрицы продемонстрировано при высокотемпературных испытаниях обсуждаемых композиционных материалов [5]. Прочность 180 000 фунт/кв. дюйм (126,5 кгс/мм2) при комнатной температуре снизилась до 122 000 фунт/кв. дюйм (85,8 кгс/мм2) при 1000° F (538° С), в то время как в том же температурном интервале прочность в поперечном направлении уменьшилась лишь с 64 000 до 40 000 фунт/кв. дюйм (с 45,0 до 28,1 кгс/мм2).