CC BY
73
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
а б
Рис. 2. Микроструктура стальных покрытий: а - стандартная насадка; б - усовершенствованная насадка насадки
Комплексное исследование свойств покрытия включает совокупность таких методов как: измерение толщины покрытия, металлографический анализ, измерение микротвердости, испытания на адгезионную прочность, коррозионные испытания, испытания на ударную прочность, испытания на износ, испытания на теплостойкость.
Металлографические исследования проводились с использованием микроскопа КБОРИОТ 32 и программного обеспечения 81ЛМ8 700 (рис. 2).
Выявлено, что покрытие, полученное с помощью усовершенствованного обжимающего сопла, имеет более однородную структуру и меньшую пористость, что в свою очередь понижает коррозионную активность и увеличивает адгезионную прочность. Таким образом, ЭДМ является перспективным методом нанесения защитных покрытий.
© Дмитриев Г. С., Шеметов А. В., 2014
УДК 519.688
Д. В. Егоров, Д. Ф. Баляков, Н. Н. Широкова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ
Проведен сравнительный анализ методологий конечно-элементного моделирования конструкций из композитных материалов в средах АМ8У8 и ¥ЕЫАР МХ МАБТЕЛМ, раскрыты проблемы точного математического моделирования и верификация результатов.
Композиционные материалы представляют собой ге-терофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого.
В большинстве случаев компоненты композиции различны по геометрическому признаку. Один из компонентов, обладающий непрерывностью по всему объему, является матрицей, компонент прерывный, разделенный в объеме композиции, считается усиливающим или армирующим. Матричными материалами могут быть металлы и их сплавы, органические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. В конечно-элементных системах моделировать подобные материалы не представляет особого труда. Подобные материалы в макроструктуре, как правило, являются изотропными, и существует возможность использовать все элементы для создания модели [1].
У волокнистых композитов матрица армирована высокопрочными волокнами, проволокой, нитевидными кристаллами.
Моделирование подобных материалов усложняется их анизотропией, зависящей от направления воло-
кон, порядка и места их расположения. При моделировании объемных элементов достаточно определить усредненные характеристики материала по всем направлениям.
В особую группу можно выделить волокнистые тонкостенные композиты, которые широко используются в космическом машиностроении. Данные композиты описываются классической теорией слоистых материалов и моделируются слоистыми оболочечны-ми элементами. Особенностью проектирования таких изделий является зависимость микроструктуры (ориентации волокон, толщины слоев) от технологического процесса. Вычисление характеристик пакета усложняется тем, что микроструктура материала зависит от места его расположения.
Напряженно деформированное состояние слоистых панелей можно вычислить, используя конечно-элементные системы типа М8СМЛ8ТКЛК, где существуют слоистые оболочечные элементы, для которых необходимо определить расположение и ориентацию слоев в элементе и свойства материала для каждого слоя.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
Идеология моделирования и анализа конструкции из композиционного материала
Материалы в разных слоях могут быть разными и обладать полной анизотропией, для вычисления которых можно воспользоваться методами Halpin-Tsai в пре- и постпроцессоре MSC/PATRAN [2].
Базовая идеология моделирования композиционного материала представлена на рисунке.
Библиографические ссылки
1. Алатырцев А. А. и др. Инженерный справочник по космической технике / под ред. А. В. Солодова. М. : Воениздат, 1969. 696 с.
2. Шимкович Д. Г. FEMAP & NASTRAN. Инженерный анализ методом конечных элементов. М. : ДМК Пресс, 2008. 701 с.
© Егоров Д. В., Баляков Д. Ф., Широкова Н. Н., 2014
