Особенности деформационных процессов в мягких композиционных материалах из вторичного сырья Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

вентилятором б боковой съемный контейнер. Ядра ореха очищаются в 1 проход. Производительность машины при очистке ореха примерно 50 кг/час. Габаритные размеры 73x40x138 см., вес - 85 кг, мощность 0,3 кВт.

Затем очищенные ядра кедрового ореха поступают на экструдер для выработки масла и пищевого белкового продукта. Экструдер состоит из узла загрузки, корпуса, шнека, сменной матрицы (фильеры), привода с системой управления. Диаметр шнека составляет 50... 130 мм, длинна от 1 до 20 диаметров. Форма профиля витка прямоугольная или трапецеидальная. На внутренней поверхности корпуса экструдера за счет изменения ее профиля и конфигурации образовано шесть последовательно расположенных зон, плавно переходящих одна в другую по винтовой линии: загрузки, смешивания, сжатия, гомогенизации, постепенного возрастания давления и стабилизации давления.

Получение экструзионных продуктов питания с заданными физико-химическими и потребительскими свойствами решается путем эмпирического подбора технологических параметров процесса и экструдируемого сырья, а также применения феноменологического подхода.

Г.А. Лаврушин, М.В. Плаксин, Л.А. Серебрякова

ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В МЯГКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛАХ ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Выбор свойски которыми должны обладать нетканые материалы (НМ) определяется условиями их использования. Эти материалы отвечают потребностям строительного производства. Они могут обеспечить энерго- и ресурсосбережение, повысить долговечность конструкшвных элементов., улучшить технологию строительных работ, понизить материалоемкость конструкции. Развитие производства и применения композиционных материалов (КМ) в различных отраслях промышленности ставит задачу получения матемагических моделей по управлению техноло!ическим процессом создания НМ с заданными фи-зико-химическими свойствами.

При создании комлозиииоштых материалов из вторичного сырья используются капроновые канаты и се'шая часть орудий лова после их эксплуатации, которые разволакиваются на специальном оборудовании, Для реализации программы повышения эксплуатациошшех свойств НМ из вторичного сырья была решена задача за счс|г применения первичного сырья, кшорое является отходами фабрик орудий лова при создании рыбопромыслового оборудования. Отходами, как правило, являются концевые части канатов, нестандартные сетные полота и другие элементы. Меняя количественное содержание отходов первичного сырья в композиционном материале - дорните из вторичного сырья, можно подучш ь различного качества иглопробивные нетканые полотна.

На основании экспериме* гтальных исследований были подучены математические модели по описанию деформационных процессов в условиях длительного осевого растяжения и сжатия при различных уровнях напряжений: 0,0048 МПа. 0,0127 МПа, 0,0196 МПа, 0,03 МПа. Композиционный материал I типа в сырьевом составе включает 30% первичного капрона.

Полная деформация композиционного иглопробивного нетканого материала 1 шпа (КИНМ1) состояла из четырех составляющих:

I €~~ Sag"*" £ц, (1)

I де упругая деформация. - вязкоупругая деформация, £ш- вязкооласшческая деформация, sn - пла-

стическая деформащя, каждая из которых изменялась по своему закону.

Как правило, составляюолие полной деформации описывались степенной и экспоненциальной зависимостью. Выражение для вязкоупругой деформации представлялось в следующем виде:

построенное для нормированного напряжения (У * ЮДН2? МПа; Т - время наблюдения в секундах. Для данного уро&ня напряжения была построена зависимое! ь для вязкопл астической деформации:

Значения постоянных материала а, |1 а, Ъ представлены в табл, 1.

Дня описания деформационного процесса в случае когда о'1 ^ а* вводятся поправочные функции для вязкоупругой п вязкопластической деформаций /1 {<71 Iе7*) о /2(сг,/а*); которые имеютвид сгепснных. функций; а величина сгг /ст * = сгг- . Выражения (2) и (3) имеют следующий вид:

Ееу = атр.Г1{а1/о *)= а-гМо-,.)’' . (4)

= <гег6/2(ст,./сг *) = ( (5)

1

При сг = сг* функции 1'; и ^ принимают значения единицы.

В таблицах 1, 2, 3 н 4 представлены постоянные параметры составляющих полной деформации и поправочных функций, а также значения модулей упругости Е и нормированных напряжений о*.

Таблица1

Значения постоянных уравнений (2), (3) при растяжении КИНМ1

напряжение, МПа Е, МПа « р Т а ь*кг

0,0048 0.141

0,0127 0,665 А О-?'-) 0,024 0319

0,0196 0,817

0,03 1,053

Таблица 2

Значения постоянных уравнения (4), (5) при растяжении КИНМ1

напряжение, МПа лдя функции £] для функции ('2

П У 5 л

0,0048

0,0127 0.977 0,423 1,357 0.24

0,0196

0.03

Таблица 3

Значения постоянных равнений (2), (3) при сжатия КИНМ1

напряжение, МПа В, МПа а Р а ЬПО'1

0,0048 0.064

0,0127 0.149 0,198 “0.162 1 0,097 0,407

0.0196 0,1 75

0,03 0,22

Таблица 4

Значения постоянных Vравнения (4) при сжатии КИНМ1

напряжение, МПа для функции ^ лля функции £

П У 3 А

0,0048

0,0127 0,964 0,454 и 735 0,241

0,0196

0,03

Пластическая деформация е() описывалась линейной зависнмюстыо:

е„=™,+Х . • '• (6)

где ^'=4,143, х=0,001 постоянные материала для случая сжатая; учз?29, х—-0,03 постоянные материала для случая растяжения.

I

) ' I

I А.А. Попов, Г.А. Лаврушин

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО

СЫРЬЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Композиционные нетканые материалы (НМ), полученные непробивным способом, представляют собой плотно упакованные волокнистые системы с хаотическим расположением волокон. Развитие производства и применение композиционных НМ в различных областях промышленности ставит задачу прогнозирования их физико-механических свойств. Данной проблеме посвящено незначительное число публикаций по изучению деформационных процессов в иглопробивных нетканых материалах в зависимости от раскроя ткани.

В нашем случае впервые поднимается вопрос по исследованию динамики развития деформационных процессов по толщине ткани. Это дает возможность оценить эффективность метода игло-пробивания, применяемого для изготовления композиционных НМ. Иглопробивание состоит из повторяющейся пробивке полотна рядом крючковых игл, смонтироваННЬ1х на игольной доске. В результате образуется своеобразная структура, в которой плоские сл<зи волокон полотна пронизаны пучками волокон на всю толщину полотна. Рассмотренных метод явд^^^^ полезным для производства композитов, для которых выбор типа волокон, образующих поло'ГНО) неограничен.

Для реализации программы исследований различных видов Деформации (растяжение, сжатие, сдвиг, кручение) разработана специальная установка, позволяющая пров<ЭдИХЬ опыты на длительное сложное нагружение с фиксацией как процесса нарушения соединения после %лопробивания в инкубационный период, так и процесса разрушения на макроуровне. Эти явления можно Наблюдать в реальных конструкциях, где применяется НМ (например при строительстве и эксплуатации же%зных дорог).

В качестве примера оценка выполнения функций дорнита про^одщшсь на экспериментальном участке «Подъезд к городу Артем от Владивосток-Хабаровск». Учасъок находится в зоне протекания речки. Участок был разбит на 2 части, разделенных дренажной труб0й. в первой части был уложен дорнит марки ВУ-ТЕХ с плотностью 200 г/см производства ООО «Н0тех». Вторая часть -послужила в качестве контрольной. Общая протяженность участка составляет 75 После устройства участка были зафиксированы начальные показатели общего динамического модуля упругости с помощью установки ударного нагружения «Дина-3М». Модуль упругости измерЯЛСЯ в шести различных точках участка, что позволило определить динамические модули упругости в 30не с нетканым материалом и без него. По результатам первых испытаний средний динамический Модуль упругости на участке без нетканого материала составил 243 МПа, а средний модуль упругости участка с нетканым материалом составил 272 МЛ а, что на 12 % выше.

Для оценки фильтрационных качеств нетканого материала, и вл^ния его на водно-тепловой режим совместно с компанией «Техноуголь» проводилась съемка по 3-^ профилям экспериментального