Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов

Акимов, Алексей Иванович

Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Акимов, Алексей Иванович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Уфа МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов»

Автореферат диссертации на тему "Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов"

На правах рукописи

АКИМОВ АЛЕКСЕЙ ИВАНОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

01.04.14 - теплофизика н теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2006

Работа выполнена на кафедре общей физики Башкирского государственного педагогического университета

Научный руководитель доктор физико-математических наук

М.А. Фатыхов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор АЛ. Чувыров

доктор технических наук, профессор Ю.С. Первушин

Ведущая организация: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН (г.Уфа)

Защита состоится« 28 » декабря 2006 г, в 14 час на заседании диссертационного совета Д 212.013.09 в Башкирском государственном университете по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Фрунзе, 32, ауд. 216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Фрунзе, 32,

Автореферат разослан « ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физ.-мат. наук

Р.Ф.Шарафутдинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Композиционные материалы обладают уникальными упругими и прочностными свойствами, которые превосходят даже некоторые параметры металлических изделий. Это предопределило тот факт, что наибольшие успехи в практическом использовании композиционных материалов достигнуты в аэрокосмической технике (сопловые блоки ракет, носовые конуса), производстве газотурбинных двигателей (лопатки турбин), вертолетостроенни. Уже сейчас эти материалы широко применяются в строительстве скоростных автомобилей, корпусов экстремальных яхт и гоночных судов, спортивного инвентаря, стоматологии и т.п. Важнейшими факторами, сдерживающими применение большинства композиционных материалов, являются высокая стоимость и серьезные проблемы технологического характера, затрудняющие высокую степень реализации прочности в деталях. Поэтому основные усилия исследователей и производственников направлены на совершенствование технологических процессов изготовления материалов и изделий из композиционных материалов.

Высокое качество изготовления таких изделий достигается при соблюдении определенных технических и технологических требований. Одним из методов изготовления их служит полимеризация, производимая в установках автоматического ведения технологического процесса (АВТП). Основным элементом их является специальная пресс-форма с элекгроподогревом. Кроме того, для процесса полимеризации необходим режим равномерного прогрева и удержания температуры на определенном уровне с последующим плавным охлаждением. В связи с этим возникает задача оптимизации процесса полимеризации, учитывая многослойность изделия, многостадийность прогрева.

Цель работы — исследование и разработка систем оптимального управления температурными процессами полимеризации и совершенствование технологии получения изделий из многослойных композиционных материалов.

Основные задачи исследований:

1. Экспериментальное исследование влияния скорости нагрева и охлаждения на механические свойства многослойных композиционных материалов.

2. Разработка оптамалышх алгоритмов, программ и регулятора температуры дня управления температурными процессами полимеризации

3. Разработка рекомендаций для оптимального управления процессом полимеризации в установках АВТП.

Практическая ценность работы заключается в том, что исследованы влияния температуры, времени, скорости прогрева и охлаждения на надежность многослойных композиционных материалов. На основе исследований разработаны оптимальные алгоритмы и программы управления температурными процессами полимеризации в установках АВТП. Разработан многопозиционный регулятор температуры для системы автоматического управления полимеризацией. Полученные результаты доведены до уровня инженерных методик и используются для совершенствования процессов изготовления композиционных материалов в Кумертауском авиационном производственном объединении со значительным экономическим эффектом. Экономический эффект создается как за счет сокращения затрат на обработку путем исключения штамповки и резки, так и за счет сокращения брака при изготовлении деталей.

Научная новизна. В данной работе экспериментально исследованы и выявлены влияния скорости прогрева и охлаждения на надежность композиционных материалов. Разработан новый прибор — многопозиционный регулятор температуры (МРТ) для системы автоматического оптимального управления технологическим процессом полимеризации. Разработаны оптимальные алгоритм и программа управления теплофизическими процессами на всех этапах изготовления изделий. Разработана система автоматического оптимального управления процессом изготовления композиционных материалов.

Достоверность результатов, полученных в ходе исследований, определяется тем, что они получены экспериментально в производственных условиях, проверены в процессе эксплуатации, а также многочисленными сопоставлениями результатов теоретических и экспериментальных исследований, показавшими удовлетворительное согласие теории и эксперимента. Опубликованные ранее в печати теоретические и экспериментальные результаты хорошо согласуются с описанными в данной работе исследованиями и могут быть представлены как ее частные случаи.

На защиту выносятся:

1. Влияние скорости прогрева и охлаждения на механические свойства многослойных композиционных материалов.

2. Многопозиционный регулятор температуры для системы автоматического оптимального управления технологическим процессом полимеризации.

3. Разработка оптимальных алгоритмов и программ управления температурными процессами на всех этапах изготовления изделий из многослойных композиционных материалов методом полимеризации.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на всероссийской научной конференции «Физика конденсированного состояния» (г, Стерлитамак, 1997 г.); на республиканской научно-практической конференции «Проблемы интеграции науки, образования и производства южного региона Республики Башкортостан» (г. Салават, 2001 г.); на V-ой Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2001 г.); на международной молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управлений и обработки информации» (г. Уфа, 2001 г.); на научной конференции «Вопросы проектирования информационных и кибернетических систем» (г. Уфа, 1991 г.), на V региональном совещании - семинаре (Уфа, БГПУ, 2005 г.), на V Уральском региональной научно- практической конференции «Современные проблемы физики и физико-математического образования» (Уфа, 2006 г.), а также на научном семинаре кафедры промышленной автоматики Уфимского государственного авиационного технического университета под руководством доктора технических наук профессора Ткжова Н. И. и научных семинарах кафедры общей физики Башкирского государственного педагогического университета под руководством профессоров Фахретдино-ва И.А. и Фатыхова М.А. (2003 - 06 гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 монографии.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения, содержит 1SS страницы машинописного текста, в том числе 13 таблиц и 38 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность исследований по данной теме, сформулирована цель диссертационной работы, показана научная и практическая новизна, представлено краткое содержание разделов работы.

В первой главе диссертационной работы приведены сведения по теплофизическим основам управления механическими свойствами композиционных материалов. Дан анализ проблем, возникающих при

изготовлении композиционных материалов. Подчеркивается роль влияния поверхности раздела на механические свойства их.

Обзор литературы показывает, что разработаны теоретические основы расчета температурных полей в композиционных материалах, изготовляемых методом полимеризации, проведены единичные экспериментальные исследования процесса изготовления их в специальных установках автоматического ведения технологического процесса.

В разделе 1.4 теоретически исследованы особенности пространственно-временного распределения температуры в композиционном материале. Установлена нелинейная зависимость изменения температуры во времени в многослойном композиционном материале. Нарушение от линейности во времени существенно проявляется в многослойных конструкциях. С увеличением количества слоев неравномерность изменения температуры во времени во внутренних слоях проявляется слабее.

Изменение температуры по толщине материалов также неравномерное. Эта закономерность наиболее ярко проявляется вблизи нагревателя, причем для двухслойных материалов она распространяется на всю толщину, а в многослойных образцах — только вблизи нагревателя.

Неравномерность нагрева может проявляться в прочностных характеристиках композиционных материалов. Механические свойства композиционных материалов, прежде всего, связаны с температурными процессами, сопровождающиеся при полимеризации. Эти процессы, а, следовательно, и свойства композиционных материалов управляемы. В связи с этим имеется возможность и необходимость разработки системы контроля за температурным процессом полимеризации композиционного материала

Во второй главе диссертационной работы рассмотрены основные положения теории надежности для исследования композиционных материалов. Описана технология их изготовления и технологические признаки испытаний. Проведены испытания и исследованы на растяжение, межслоевой сдвиг, ударную вязкость и крутку изделия из композиционного материала (лонжерона). Определены механические показатели композиционного материала в зависимости от температурного режима его изготовления, а именно при различных комбинациях скорости нагрева и охлаждения. На рис.1 и 2 показаны зависимости пределов прочности материала на растяжение и сдвиг соответственно от скорости нагрева и охлаждения, которые изменялись от I до 5 °С/мин.

о.МПа

у/мин

Рис.1

Рис.2

¥|/мин

В разделах 2.2.3 и 2.2.4 представлены описания экспериментальной установки, методики и результаты исследований ударной вязкости, модуля упругости и предела прочности композиционных материалов от содержания наполнителя и на кручение.

В разделах 2.2.1 -2.2.4 представлены результаты статистической обработки данных механических испытаний образцов (более 40) на растяжение, сдвиг, ударную вязкость и крутку и вычислены интенсивности отказов X и вероятности безотказной работы (надежности) за период времени (0 - 3000) часов Р(г), которые связаны формулой:

Р(1)=1-Р(0=ехр(-Л1), где I — время или суммарная наработка объекта, Р (0 - функция распределения наработки до отказа. Интенсивность отказов X определяется как условная плотность вероятности времени до отказа, при условии, что устройство не отказало до момента времени

На рис. 3 представлена зависимость вероятности безотказной работы образца лонжерона от скорости нагрева и охлаждения по данным механических испытаний.

Как видно из рис. 1-3, предел прочности материала на растяжение и вероятность безотказной работы его имеет наибольшее значение, а предел текучести материала при сдвиге - минимальное значение при скорости нагрева и охлаждения, равной 2 °С/мик. Следовательно, нагрев и охлаждение композиционного материала необходимо произвести при скоростях около 2 °С/мин.

В таблице приведены зависимости параметров надежности от видов испытаний композиционных материалов

Таблица.

Вид испытания Интенсивность отказов, 10й чае-' Вероятность безотказной работы, %

Растяжение 25 92.3

Межслоевой сдвиг 33 90.4

Ударная вязкость 40 88.7

Крутка 45.7 86.9

Так как вероятность безотказной работы существенно меньше 100 %, необходимо совершенствовать технологии полимеризации лонжеронов лопастей вертолетов.

Третья глава посвящена разработке автоматизированной системы программного управления технологическим процессом полимеризации. Анализируются теплофизические явления, происходящие при полимеризации. Основными параметрами, описывающими эти явления, служат температура, время, скорости нагрева и охлаждения, давление. В связи с этим представлены результаты зависимостей физико-механических свойств композиционных материалов (предела прочности при сдвиге и растяжении, тангенса угла диэлектрических потерь) от давления, а также остаточных напряжений от температуры.

Описаны алгоритм и структурная схема оптимального управления температурным режимом технологического процесса.

компьютер. При этом в пределах каждого слоя композиционного материала необходимо обеспечить градиент температуры около 2 °С.

Приведена и описана функциональная схема и алгоритм оптимального управления процессом полимеризации. На рис, 4 представлена функциональная схема многопозицнонного регулятора температуры.

С>-3

Рис.4

Для реализации автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) по контуру температур предполагается следующая установка, представленная функциональной схемой на рис.5, где МС-1201- одноплатный микропроцессор. ЭВМ через модуль интерфейсный ввода-вывода (МИВ) и модуль сопряжения с электрооборудованием (МСЭО) стыкуется с технологическим оборудованием (ТО). Датчики соединяются с цифровым термометром (А565) и МИВ через коммутатор, в МИВ поступает код соединяемого канала. Цифровой термометр преобразует напряжение датчика термопары хромель - копепь-ХК в инверсивный двоично-десятичный код. Этот сигнал поступает в ЭВМ. Устройство управления тиристор-

ным блоком принимает управляющее олово, формируемое в ЭВМ, через МСЭО и включает или выключает соответствующие нагреватели (тэны).

Данная схема позволяет выдержать необходимый температурный режим процесса полимеризации, используя возможности ЭВМ, и представляет собой основу для УВК АСУТП по температурному режиму изготовления лонжерона лопасти.

В общем случае технологическим объектом управления для типового УВК АСУ 111 является оборудование и техпроцессы производства унифицированной стеклопласта ко во й лопасти и ее деталей.

Г "1 .......................—

Детчмм

Ярмс^армиирмдтцититтюи

Амтпш« »виыутвр МИ

1.............:......

ГАЭ £-1

[ Устроисчюупу—«11— ЯМ'1И"

Сктпим «■» Ышфо-Эвм

•ДЗ-тЬгТ Г«нА«й "I-1 нГцд1

Рис. 5. Функциональная схема установки.

Все технологические операции сводятся к последовательному изменению давления и температуры с последующим их удержанием на постоянном уровне в течение определенного времени.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований и моделирования температурных процессов полимеризации композиционных материалов Описана установка и метод управления полимеризацией 10 образцов. На рис.б приведен обобщенный график зависимости изменения температуры материала от времени в установках АВТП. Данный график анализируется методом передаточных функций. Для каждого режима изготовления материала и отдельных блоков АВТП вычислены передаточные функции (разделы 4,4.1 и 4.4.2),

1^60

Тсжим прсОНарнпкяыФЗО

/пустуй» —-->

ФсжиМ лат Чг ри у! и ил ¡-6

Ясжнм одед.кЛ-'нш

Рис. 6

Зная их, рассчитаны передаточные функции корректирующего звена, роль которого выполняет ЭВМ:

1) на участке предварительного нагрева (от температуры окружающей среды Токр до температуры предваршельного НаГре-

чО,

ва^г = 60"С)

(Ъ-ТытЯЛбе-^тр+Ъ

4.8(1200р + 1)[8Л25(Тг-Гокг)е-,"'' + 500р+}]' 2) на участке нагрева от Т2 до температуры полимеризации

Г3 * 165 С

(Г3-Г2)е3(,^1.21(0.8р + 1)

4Д8.1250з -Г2)+60у/р] * где V, - скорость нагрева,

3) на участке стабилизации температуры

4&Г3(*Ч&123Ч.21+1)

4) На участке охлаждения (от до температуры охлаждения Тохл)

(Т, - Тош )(0.8р+1)0,53 тохл р1

1Р (п) = ______________

к*КЮ 4.8е*эо''(11545/> + 1)[8.125(7) -Тохл)тохлр+11545р+1] продолжительность охлаждения.

, где том -

Полученные передаточные функции корректирующего звена за* висят от разностей температур, продолжительности охлаждения, от скоростей нагрева и охлаждения. Для оптимизации технологии изготовления композиционных материалов необходимо управлять этими параметрами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Экспериментально проведены испытания на растяжения, межслоевой сдвиг, ударную вязкость и крутку многослойных композиционных материалов, изготовляемых методом полимеризации в установках АВТП. Выявлены их механические показатели (пределы прочности и текучести, модуль упругости, ударной вязкости) в зависимости от температурного режима их изготовления. По результатам статистической обработки экспериментальных данных установлено, что нагрев и охлаждение композиционного материала необходимо произвести при скоростях около 2 °С/мин. Определено, что при этих скоростях нагрева и охлаждения и вероятность безотказной работы изделия наибольшая.

2. Исследованиями установлено, что для оптимизации процесса полимеризации необходимо управлять температурой, давлением прессования и временем. Для достижения згой цели разработана структурная схема управления оптимальными режимами технологического процесса, и алгоритм изготовления многослойных композиционных материалов.

3 .Разработан многопозиционный регулятор температуры, обеспечивающий автоматическое и равномерное изменение температуры (нагрев и охлаждение) в многослойном композиционном материале по объему и оптимально управлять всем технологическим процессом полимеризации. Для изготовления надежного и качественного изделия градиент температуры в пределах каждого слоя должен быть равен 2 °С.

4,Исследуя результаты экспериментальных исследований закономерностей изменения температуры изделия со временем, установлены виды передаточных функций этапов нагрева, полимеризации, охлаждения и входящих в эти функции параметры, что позволило рассчитать передаточную функцию корректирующего звена. Установлено, что с целью управления процессом изготовления изделий из композиционных материалов необходимо согласованно изменять разности температур между окружающей средой и материалом на этапах нагрева, полимеризации и охлаждения и выдержать продолжительности этих этапов.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии

1. Тюков Н.И., Акимов И.А., Акимов А.И. Методология проектирования и автоматизации теплофизических процессов. Монография. -Уфа: РИЦ Башгосу ни верситета, 2001.- 144 е..

2. Тюков Н.И., Акимов И.А., Акимов А.И. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов изготовления изделий из композиционных материалов. Монография. — Уфа: РИЦ Башгосуни верситета, 2003.- 216 с.

Статьи, тезисы докладов

1. Акимов А.И., Акимов И.А., Фатыхов М.А. Экспериментальное исследование тепломассообмена в установке автоматического ведения технологического процесса и сопоставление теории эксперимента //Электронная обработка материалов, 2003. №4. -С.22 - 32.

2. Акимов А.И., Акимов И.А., Фатыхов М.А. Анализ методом теории подобия процесса полимеризации многослойных конструкциях из композиционных материалов //Электронная обработка материалов, 2003. №5. - С. 14 - 23.

3. Фатыхов МЛ., Акимов А.И., Инчин А,Н. Испытание на ударную вязкость композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научи, тр. — Уфа: Изд-во БГПУ, 2004.-С. 71-77.

4. Фатыхов М.А., Акимов А.И. Испытания на межслоевой сдвиг композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научн. тр. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2004. - С. 66 - 70.

5. Акимов И.А., Тюков Н.И., Акимов А.И. Система измерения температур в многослойных конструкциях из композиционного материала методом сканирования //Тез. докл. науч. -тех. конф. молод, ученых. - Салават, 1987. - С,44.

6. Акимов А.И., Акимов И.А., Инчин А. И. Теоретические и экспериментальные исследования технологического процесса изготовления изделий из композиционных материалов //Препринт.- Уфа: РИЦ Башгосу ниверситета, 2003,- 38 с.

7. Акимов ИЛ., Тюков Н.И., Акимов А.И. Математическая модель процесса изготовления изделий из композиционных материалов в результате полимеризации //Труды Стерлитамакского филиала Академии наук РБ: Физико-математические и технические науки. Вып. 2. - Уфа: Гилем, 2001 .-С.б-9.

8. Акимов А.И., Грачёва JI.H., Акимов И.А. Маггематико-статистический контроль качества изделий из композиционных материалов, получаемых методом полимеризации //Тезисы докладов Международной молодёжной научно-технической конференции: Интеллектуальные системы управления и обработки информации. — Уфа: Изд. Уфим.гос.авиац.техн. ун-та, 2001 .-С. 1.

9. Акимов А.И., Акимов И.А., Грачева JI.H., Тюков Н.И. Программное обеспечение АСУТП полимеризации лонжерона лопасти // V Российская научно-техническая конференция: Прогрессивные технологии в транспортных системах. - Оренбург: Изд. Оренбургского государственного университета, 2001.- С.З.

10. Акимов А.И., Шаров В.Н., Акимов ИЛ. Методы контроля надежности изделий по параметрам технологического процесса их изготовления //Препринт,— Уфа: РИЦ Башгосуниверскгета, 2002. —18 с,

11. Акимов А.И., Новиков А.И. Автоматизация процессов принятия решений при сопровождении технологических процессов изготовления изделий //Международная молодёжная научно-техническая конференция: Интеллектуальные системы управления и обработки информации. — Уфа: Изд. Уфим.гос.авиац.техн. ун-та, 2001.- С.1.

12. Тюков Н.И., Грачева JI.H., Акимов ИЛ., Акимов А.И. Разработка функциональной схемы и алгоритма управления процессом полимеризации //Проблемы прикладной теплофизики: Межвуз. сб. научи. трудов. - Стерлигамак: Изд-во Стерлитамакского пед. ин-та, 1999.-С. 50-55.

13. Тюков Н.И., Грачева Л.Н., Акимов ИЛ., Акимов А.И. Получение математической модели процесса полимеризации лонжерона лопасти по экспериментальным данным //Проблемы прикладной теплофизики: Межвуз. сб. научн. трудов. — Стерлигамак: Изд-во Стерлитамакского пед. ин-та, 1999. - С. 55 - 58.

Лиц. на иадат. деят. Б848421 от 03.11.2000 г. Подписано в печать 21.11.2006. Формат 60X84/16. Компьютерный набор. Гарнитура Times New Roman. Отпечатано на ризографе. Усл. печ. л. - 1,2. Уч.-изд. л. — 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 255

ИПК БГПУ 450000, г.Уфа, ул. Октябрьской революции, За

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Акимов, Алексей Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Структура и свойства композиционных материалов.

1.2. Пути получения композиционных материалов.

1.3. Роль влияния поверхности раздела на механические свойства композиционных материалов.

1.4. Основы исследования и управления теплофизическими процессами при изготовлении изделий из композиционных материалов методом полимеризации.

Выводы к первой главе.

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ.

2.1. Теоретические основы исследования надежности композиционных материалов методами теории вероятности и математической статистики.

2.2. Экспериментальные исследования механических свойств композиционных материалов в зависимости от скорости нагрева и охлаждения.

2.2.1. Исследования композиционных материалов на растяжение

2.2.2. Исследования межслоевого сдвига композиционного материала.

2.2.3. Исследования на ударную вязкость.

2.2.4. Исследования композиционных материалов на кручение . 78 Выводы ко второй главе.

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ 83 РЕЖИМАМИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

3.1. Теплофизические явления, происходящие в процессе полимеризации.

3.2. Составление алгоритма изготовления композиционных материалов

3.2.1. Факторы, влияющие на процесс полимеризации.

3.2.2. Алгоритм изготовления композиционных материалов.

3.2.3. Структурная схема управления оптимальными режимами технологического процесса.

3.3. Разработка многопозиционного регулятора температуры.

3.4. Разработка функциональной схемы и алгоритма оптимального-управления процессом полимеризации.

Выводы к третьей главе.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ.

4.1. Описание объекта исследования.

4.2. Описание установки и метода управления при полимеризации.

4.3. Геометрия узла установки для получения композиционных материалов.

4.4. Моделирование процесса полимеризации лонжерона лопасти вертолета с использованием экспериментальных данных.

4.4.1. Результаты экспериментальных исследований полимеризации композиционного материала.

4.4.2. Получение передаточных функций, описывающих работу отдельных блоков устройства и этапов полимеризации.

4.4.3. Расчет передаточной функции корректирующего звена.

Выводы к четвертой главе.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследования влияния температурных режимов полимеризации на механические свойства композиционных материалов"

Актуальность темы. Композиционные материалы обладают уникальными упругими и прочностными свойствами, которые превосходят даже некоторые параметры металлических изделий. Это предопределило тот факт, что наибольшие успехи в практическом использовании композиционных материалов достигнуты в аэрокосмической технике (сопловые блоки ракет, носовые конуса), производстве газотурбинных двигателей (лопатки турбин), вертолетостроении. Уже сейчас эти материалы широко применяются в строительстве скоростных автомобилей, корпусов экстремальных яхт и гоночных судов, спортивного инвентаря, стоматологии и т.п. Важнейшими факторами, сдерживающими применение большинства композиционных материалов, являются высокая стоимость и серьезные проблемы технологического характера, затрудняющие высокую степень реализации прочности в деталях. Поэтому основные усилия исследователей и производственников направлены на совершенствование технологических процессов изготовления материалов и изделий из композиционных материалов.

Высокое качество изготовления таких изделий достигается при соблюдении определенных технических и технологических требований. Одним из методов изготовления их служит полимеризация, производимая в установках автоматического ведения технологического процесса (АВТП). Основным элементом их является специальная пресс-форма с электроподогревом. Кроме того, для процесса полимеризации необходим режим равномерного прогрева и удержания температуры на определенном уровне с последующим плавным охлаждением. В связи с этим возникает задача оптимизации процесса полимеризации.

Цель работы - исследование и разработка систем оптимального управления температурными процессами полимеризации и совершенствование технологии получения изделий из многослойных композиционных материалов.

Основные задачи исследований:

2. Разработка оптимальных алгоритмов, программ и регулятора температуры для управления температурными процессами полимеризации.

3. Разработка рекомендаций для оптимального управления процессом полимеризации в установках АВТП.

Практическая ценность работы заключается в том, что исследованы влияния температуры, времени, скорости прогрева и охлаждения на надежность композиционных материалов. На основе исследований разработаны оптимальные алгоритмы и программы управления теплофизическими процессами в установках АВТП. Разработан многопозиционный регулятор температуры для системы автоматического оптимального управления на всех этапах изготовления изделий. Полученные результаты доведены до уровня инженерных методик и используются для совершенствования процессов изготовления композиционных материалов в Кумертауском авиационном производственном объединении со значительным экономическим эффектом. Экономический эффект создается как за счет сокращения затрат на обработку путем исключения штамповки и резки, так и за счет сокращения брака при изготовлении деталей.

Научная новизна. В данной работе экспериментально исследованы и выявлены влияния скорости прогрева и охлаждения на надежность композиционных материалов. Разработан новый прибор - многопозиционный регулятор температуры (МРТ) для системы автоматического оптимального управления технологическим процессом полимеризации. Разработаны оптимальные алгоритмы и программы управления теплофизическими процессами на всех этапах изготовления изделий. Разработана система автоматического оптимального управления процессом изготовления композиционных материалов.

На защиту выносятся:

1. Влияние скорости прогрева и охлаждения на механические свойства многослойных композиционных материалов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на всероссийской научной конференции «Физика конденсированного состояния» (г. Стерлитамак, 1997 г.); на республиканской научно-практической конференции «Проблемы интеграции науки, образования и производства южного региона Республики Башкортостан» (г. Салават, 2001 г.); на V-ой Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2001 г.); на международной молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управлений и обработки информации» (г. Уфа, 2001 г.); на научной конференции «Вопросы проектирования информационных и кибернетических систем» (г. Уфа, 1991 г.), на V региональном совещании-семинаре (Уфа, БГПУ, 2005 г.), на V Уральском региональной научно- практической конференции «Современные проблемы физики и физикоматематического образования» (Уфа, 2006 г.), а также на научном семинаре кафедры промышленной автоматики Уфимского государственного авиационного технического университета под руководством доктора технических наук профессора Тюкова Н. И. и научных семинарах кафедры общей физики Башкирского государственного педагогического университета под руководством профессоров Фахретдинова И.А. и Фатыхова М.А. (2003 - 06 гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 монографии.

Структура и объем работы.

В первой главе диссертационной работы приведены сведения по теп-лофизическим основам управления механическими свойствами композиционных материалов. Дан анализ проблем, возникающих при изготовлении композиционных материалов. Подчеркивается роль влияния поверхности раздела на механические свойства их.

Теоретически исследованы особенности пространственно-временного распределения температуры в композиционном материале. Показано, что распределение температуры в нем неравномерное, что может проявляться в прочностных характеристиках композиционных материалов. Обоснована проблема и поставлены задачи исследований тепломассообмена в установках АВТП при изготовлении многослойных изделий из композиционных материалов методом полимеризации.

Вторая глава посвящена влиянию технологического процесса изготовления на эксплуатационные характеристики изделий. Проведён анализ объекта исследования. Приведены описания экспериментальной установки, методика эксперимента, испытание на растяжение, на изгиб, на ударную вязкость и проведён контроль крутки лонжерона. Описаны результаты экспериментальных исследований, на основе экспериментальных данных исследованы на надёжность, долговечность и выявлены влияния погрешностей управления на эксплуатационные характеристики изделий. Показано, что скорость нагрева и охлаждения материала должна быть равна около 2 °С/мин.

Третья глава посвящена разработке алгоритмов и программ управления режимами теплофизических процессов. Анализируются теплофизические явления, происходящие при полимеризации. Основными параметрами, описывающими эти явления, служат температура, время, скорости нагрева и охлаждения, давление. В связи с этим представлены результаты зависимостей физико-механических свойств композиционных материалов ( предела прочности при сдвиге и растяжении, тангенса угла диэлектрических потерь) от давления, а также остаточных напряжений от температуры.

Описаны алгоритм и структурная схема оптимального управления режимом технологического процесса.

Для оптимизации технологического процесса полимеризации в системе автоматического регулирования разработан новый многопозиционный регулятор температуры, который позволяет управлять этим процессом по программе, а также подключать персональный компьютер. При этом в пределах каждого слоя композиционного материала необходимо обеспечить градиент температуры около 2 °С.

Приведена функциональная схема и алгоритм оптимального управления процессом полимеризации.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований и моделирования теплофизических процессов изготовления изделий из композиционных материалов методом полимеризации. Описана экспериментальная установка и метод управления полимеризацией. Результаты исследований анализируются методом передаточных функций. Показана взаимосвязь узлов установки и теплофизических параметров, характеризующих технологию изготовления изделий из композиционных материалов методом полимеризации.

Результаты данной работы могут быть применены при расчётах температурных полей в многослойных конструкциях, изготавливаемых методом полимеризации, при исследовании влияния технологического процесса изготовления изделий методом полимеризации на их эксплуатационные характеристики, при разработке автоматизированных систем управления процессом полимеризации, а также при исследовании готовых изделий на надёжность и долговечность.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

Выводы к четвертой главе

Проведены экспериментальные исследования теплофизических процессов, происходящих при изготовлении изделия из композиционного материала методом полимеризации. С этой целью разработана установка и метод управления этим процессом. На основе результатов экспериментальных исследований закономерностей изменения температуры изделия со временем определены виды передаточных функций этапов нагрева, полимеризации и охлаждения и входящих в эти функции параметры. Установлена передаточная функция для корректирующего звена. С целью управления процессом изготовления изделий из композиционных материалов методом полимеризации необходимо согласованно изменять разности температур между окружающей средой, этапами нагрева, полимеризации и охлаждения, и продолжительности этих этапов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Экспериментально проведены испытания на растяжения, межслоевой сдвиг, ударную вязкость и крутку многослойных композиционных материалов, изготовляемых методом полимеризации в установках АВТП. Выявлены их механические показатели (пределы прочности и текучести, модуль упругости, ударной вязкости) в зависимости от температурного режима их изготовления. По результатам статистической обработки экспериментальных данных установлено, что нагрев и охлаждение многослойного композиционного материала необходимо произвести при скоростях около 2 °С/мин. Определено, что при этих скоростях нагрева и охлаждения и вероятность безотказной работы изделия наибольшая.

2. Исследованиями установлено, что для оптимизации процесса полимеризации необходимо управлять температурой, давлением прессования и временем. Для достижения этой цели разработана структурная схема управления оптимальными режимами технологического процесса, и алгоритм изготовления многослойных композиционных материалов.

3.Разработан многопозиционный регулятор температуры, обеспечивающий автоматическое и равномерное изменение температуры (нагрев и охлаждение) в многослойном композиционном материале по объему и оптимально управлять всем технологическим процессом полимеризации. Для изготовления надежного и качественного изделия градиент температуры в пределах каждого слоя должен быть равен 2 °С.

4.Исследуя результаты экспериментальных исследований закономерностей изменения температуры изделия со временем, установлены виды передаточных функций этапов нагрева, полимеризации, охлаждения и входящих в эти функции параметры, что позволило рассчитать передаточную функцию корректирующего звена. Установлено, что с целью управления процессом изготовления изделий из многослойных композиционных материалов необходимо согласованно изменять разности температур между окружающей средой и материалом на этапах нагрева, полимеризации и охлаждения и выдержать продолжительности этих этапов.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Акимов, Алексей Иванович, Уфа

1. Волоконные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Уиктна, Э.Скала. М.: Металлургия, 1978. - 240 с.

2. Современные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Л. Браутмана, Р. Крока. М.: Мир, 1978. 672 с.

3. Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ. / Под ред. Э. Фит-цера. М.: Мир, 1988.-336 с.

4. Берлин Ал.Ал. Современные полимерные композиционные материалы (ПМК) // Соросовский Образовательный Журнал. 1995.-№ 1.-С. 57-65.

5. Справочник по композиционным материалам: В 2 кн.: Пер. с англ.: / Под ред. Дж. Любина. М.: Машиностроение, 1988. Кн. 1. 448 е.; Кн. 2. 584 с.

6. Достижения в области композиционных материалов: Пер. с англ. / Под. ред. Дж. Пиатти. М.: Металлургия, 1982. -304 с.

7. Цирлин Н.К. Непрерывные неорганические волокна для композиционных материалов. М.: Металлургия, 1992. -206 с.

8. Волокнистые композиционные материалы, пер. с англ. М.: Мир, 1967.-365 с.

9. Итоги науки и техники : Композиционные материалы /под ред. Л.П.Кобец,. М.: Наука, 1979. - С. 123 - 156.

10. Большая советская энциклопедия, главн. Ред. А.М.Прохоров. М.: Энциклопедия, 1973.-Т. 12.

11. Итин В.И. и др./Письма вЖТФ, 1997.-Т. 23,-№8.-С. 1-6.

12. Кербер М.Л. Композиционные материалы. М.: Химия, 1999. 36 с.

13. Згаевский В.Э., Яновский Ю.Г., Власов А.Н., Балабаев Н.К., Карнет Ю.Н. Структура и микромеханические свойства межфазных слоев полимерных матричных композитов//Механика композиционных материалов и конструкций, 1999.-Т.5.-№2.-С. 109 -122.

14. Аскольская И.А., Шишковский И.В. Физико-механические свойства объемных изделий, синтезированных методом селективного лазерного спекания //Механика композиционных материалов и конструкций, 1999. Т.5. -№ 3. - С. 209 -222.

15. Довгяло В. А., Жандаров С. Ф., Писанов Е. В. Влияние электрических полей и зарядов на структуру граничных слоев в полимерных волокнистых композитах//Механика композиционных материалов и конструкций, 1997. -Т.З. № 2. - С. 53 -60.

16. Якупов II.М., Галимов Н.К., Леонтьев А.А. Экспериментально-теоретический метод исследования прочности полимерных пленок. //Механика композиционных материалов и конструкций, 2000. Т.6. - № 2. -С. 238-245.

17. Лгокшин Б.А., Люкшин П.А. Температурные напряжения и образование межфазных слоев в композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2000. Т.6. - № 2. - С. 261 - 270.

18. Згаевский В.Э., Яновский Ю.Г. Большие упругие деформации межфазного слоя, образованного макромолекулами, жестко скрепленными одним концом с поверхностью наполнителя //Механика композиционных материалов и конструкций, 2000. Т.6. - № 4. - С. 572 - 580.

19. Люкшин Б.А., Люкшин П.А., Матолыгина Н.Ю. Влияние геометрии включений в полимерной композиции на вид кривой "напряжение-деформация" //Механика композиционных материалов и конструкций, 2001. -Т.6.-№3 ,с. 277-283.

20. Ахундов В.М. Триортогонально армированный композит с малыми наполнениями нитями при больших деформациях растяжения //Механика композиционных материалов и конструкций, 2001. Т.7. - № 7. - С. 374 -380.

21. Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Липатов Ю.С. Фрактальный анализ структуры и свойств межфазных слоев в дисперсно-наполненных полимерных композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002 . Т. 8. - № 1.-С. 111 -119.

22. Иванов С.Г., Иванов Д.С. Влияние объемной доли волокон на статистические характеристики композитов случайной структуры //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002 .- Т. 8. № 3 .- С. 344 -354.

23. Мовчан А.А., Ньюнт Со, Казарина С.А. Связное уравнение теплопроводности для прямого мартенситного превращения //Механика композиционных материалов и конструкций, 2002 . Т. 8. - № 4. - С. 503 - 510.

24. Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Липатов Ю.С. Фрактальный анализ агрегации частиц наполнителя в полимерных композитах //Механика композиционных материалов и конструкций, 2003 . Т. 9. - № 3. - С. 39 - 407.

25. Баранов А.В. Неизотермические и химические эффекты при заполнении полости с пропиткой анизотропного слоя //Механика композиционных материалов и конструкций, 2004 . Т. 10. - № 1. - С. 15 - 23 .

26. Сидняев П.И. Численное моделирование получения проницаемых порошковых материалов формирующихся при спекании //Механика композиционных материалов и конструкций, 2004 . Т. 10. - № 10. - С. 93 - 100.

27. Формалев В.Ф., Федотенков Г.В., Кузнецова Е.Л. Общий подход к моделированию теплового состояния композиционных материалов при высокотемпературном нагружении //Механика композиционных материалов и конструкций, 2006.-Т. 12.-№ 1.-С. 141 -150.

28. Формалев В.Ф. Моделирование теплового состояния композиционных материалов //Теплофизика высоких температур, 2003. Т.41. - № 6. - С. 935-941.

29. Исаков Г.И. Управление электрическими и тепловыми свойствами композитов с нитевидными кристаллами // ИФЖ, 2004. Т. 77. - №5. - С. 171 -177.

30. Исаков Г.И. Управление тензометрическими параметрами эвтектической композиции полупроводник-металл //Письма ЖТФ, 1996. Т.22. - №24. - С.71-74.

31. Исаков Г.И. Управление сверхпроводимостью эвтектики полупроводник сверхпроводник //Письма ЖТФ, 2003. - Т.29. - №19. - С. 40-47.

32. Исаков Г.И. Управление электрическими свойствами композиций полупроводник-сверхпроводник //Прикладная физика, 2003. №6. - С. 45-52.

33. Алиев М.И. Исаков Г.И., Исаева Э.А. Теплопроводность эвтектик, полученных при различных скоростях роста //ФТП, 2003. Т.30. - №10. - С. 1871-1875.

34. Фомин В.Н., Малюкова Е.Б, Берлин А.А. К вопросу о критериях оптимизации процессов переработки и получения полимерных композиционных материалов //Докл.РАН, 2004. Т.394. - № 6. - С. 778-781.

35. Фомин В.Н., Малюкова Е.Б, Межиковский С.М. Особенности формирования свойств некоторых полимерных композиционных материалов под влиянием волнового воздействия // ИФЖ, 2004. -т77. №5. - С. 178 -184.

36. Волновая технология и техника / Под ред. Р.Ф.Ганиева. M.:Jloroc, 1999.-343 с.

37. Lame G. et Clapeiron В.P. Memoire sur la solidification par refroidisse-ment dun glob solid // Ann cliem et de Phys.- v. XLXII.- № 1831 .-P. 250-256.

38. Stefan J. Uber einige Problems der Theorie der Warmeuitung // Sitzber, Wien. Akad. Mat. Naturw, 1889. -Bd. 98.- 1 la.-P. 616-634.

39. Stefan J. Uber die Verdampfung und die Auflosung als Vorgange der Diffusion // Sitzber, Wien. Akad. Mat. Naturw, 1889,- Bd.- v. 98.- № 1 la.- P. 14181442.

40. Лейбензон Л.С. Руководство по нефтепромысловой механике // Собр.тр. АН СССР: ГНТИ, 1931,- Т.З.-№ 1955.-С. 439-445.

41. Лейбензон Л.С. К вопросу об отвердевании земного шара из первоначального расплавленного состояния // Геогр. и геофизика : Изд. АН СССР, 1939,- Т.1 .-№6 С.326-337.

42. Чарный И.А. О продвижении границы изменения агрегатного состояния при охлаждении и нагревании тел // Изв. АН СССР, 1948 № 2. - С. 187202.

43. Brillouin М. Sur guelgues problemes nonresoloues de la physigue rnathe-matigue classigue. Propagation di la fusion. Ann die J'Jast.H.

44. Iluber A. Hauptaufsatze liber das Fortschreiten der Schmelzgrenze in einen liniaren Leiter//ZAMM, 1939.-Bd. 19.-H.z.s. 1-21,-P. 130-137.

45. Соловьев П.В. Функция Грина уравнения теплопроводности.// ДАН СССР, 1939.-Т. 23,-№2.-С. 174-179.

46. Рубинштейн Л.И. Проблема Стефана. Рига: Звайгзис, 1967 - 457 с.

47. Рубинштейн JI.И. О решении задачи Стефана // Изв. АН СССР: сер. география и геофизика, 1947. -№1.-С. 95-101.

48. Рубинштейн Л.И. Об определении границы раздела фаз в одномерной задаче Стефана // ДАН СССР, 1947. Т. 58,- №2.- с. 54-61.

49. Рубинштейн Л.И. Об устойчивости границы раздела фаз в двухфазной теплопроводящей среде // Изв. АН СССР: сер. географ, и геофизика, 1948.-Т. 12-№6-С. 122-129.

50. Рубинштейн Л.И. О начальной скорости продвижения фронта кристаллизации в одномерной задаче Стефана // ДАН СССР, 1948. т.62 - №6. -С. 48-56.

51. Рубинштейн Л.И. О распространении тепла в двухфазной среде при наличии цилиндрической симметрии.// ДАН СССР, 1951. Т.29. - №6. - С. 195-203.

52. Рубинштейн Л.И. О распространении тепла в многослойной среде с изменяющимся фазовым состоянием.// ДАН СССР, 1951. Т. 79. - С. 243 -253.

53. Рубинштейн Л.И. К вопросу о численном решении интегральных уравнений задачи Стефана //Изв. высш. шк. :Математика, 1958. №4. - С. 243 -255 .

54. Рубинштейн Л.И. Об одном варианте задачи Стефана // ДАН СССР, 1942. Т. 142. - №3. - С. 276 - 289.

55. Рубинштейн Л.И. Об одном случав фильтрации двух малосжимаемых жидкостей через деформируемую пористую среду // Изв. высш. шк. Математика. 1959. - №18. - С. 174-179.

56. Boley В.A., Jagoda Н.Р. The three dimensional Startingsolution for a malt-ingslab//Poroseidings of the Royal sosety ofZondon, 1971-№1552. -A.323.

57. Evans G.W. A Note an the Existence of a Solution to a Problem of Stefan // Quert. Appl. Moleli, 1951. Vol. IX,-№. 2.

58. Олейник О.А., Калашников А.С., Чжу-юб-лина. Задача Коши и краевая задача для уравнения типа неустановившейся фильтрации // Изв. АН СССР, 1953. Т. 22. - № 5,- С. 668-704.

59. Фридман А. Уравнения с частными производными параболического типа.-М.: Наука, 1968-431 е.

60. Connon J.R., Primicerio М.А. Stefon problem in vobving the appearance of phase // SJAM J. Mayh. Anal., 1973. v. 4.-№1. - p. 141-151.

61. Ilill C.D., Kotlov D.B. Classiclie solutions in the large of a two phase frel boundary problem //Arch. Ration. Mecli. and Anal., 1972. v.45. - №1. - P. 63 -69.

62. Stefan J. Uber die Theorie der Eisbildung, ins besonders fiber Eisbildung im Polarmelre // Sitzber, Wien. Akad. Mat. naturvv., 1889. v. 98. - № 1 la. - P. 965-983.

63. Люстерник Л.А. Об автомодельных решениях некоторых уравнений с частными производными // Вестник МГУ мат.-мех., 1974. № 9. - с. 19 - 26.

64. Золотарев П.П., Рошаль А.А. Точные решения некоторых задач промерзания толщи раствора//ИФЖ, 1973.-Т.24.-№5.-С. 921 -931.

65. Золоторев П.П. К теории процесса замерзания толщи растворов // Прик. матем. тех. физ., 1966. -№3. С. 15-26.

66. Magcnes Е. Problemi di Stefan bifase in pin variabili spaziali // Le Mate-matiche., 1973. v.38. - fasc. I. - P. 65-108.

67. Pawlow J.A. Variational ieguality approach to generalized two phase Stefan problem in several brace variable // Ann. Math. Pwra. Appl., 1982 v.131 -№4. - P. 333-373.

68. Никитенко Н.И. Разностный метод решения задачи о продвижении фронта кристаллизации // Исследование нестац. тепло- и массообмена / К.: Науково думка, 1966.-С. 53-61.

69. Friedman A., Kinderlehrer D. On one phase Stefan problem // Indiana Univ.- Math. J., 1975. V.24NII. - P.1005-1035.

70. Albasiny E.L. The solution of nonlimar heat-conduction problem on the ACE // Proc. Just. Ellectr, 1956.-v. 104. -№1. p. 34-41.

71. Акимов И.А., Зайнуллин Р.Г. Решение одной сопряженной задачи теплообмена методом интегральных преобразований // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа. 1991. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ. -№1308 - В91. -1991.

72. Акимов И.А., Зайнуллин Р.Г., Шафеев М.Н. Решение одной двухслойной задачи теплообмена со свободными границами // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа, 1991. - 7с. - Деп. в ВИНИТИ. -№1309. - В91, -1991.

73. Акимов И.А., Тюков Н.И., Акимов А.И. Об одном аналитическом подходе к решению задач теплообмена в многослойных конструкциях при изменении агрегатного состояния тела // Тез. докл. науч.-тех. конф. молод, уч-ых. Салават, 1987. - С.42.

74. Акимов И.А., Тюков Н.И., Акимов А.И. Система измерения температур в многослойных конструкциях из композиционного материала методом сканирования // Тез. докл. науч.-тех. конф. молод, уч-ых. Салават, 1987.- С.44.

75. Акимов И.А., Тюков Н.И., Акимов А.И. Решение одной многослойной задачи теплообмена с изменяющимся агрегатным состоянием // Проблемы прикладной теплофизики: Межвуз. сб. научн. трудов. Стерлитамак: Изд-во Стерлитамакского пед. ин-та, 1999. -С. 58-68.

76. Акимов А.И., Акимов И.А., Инчин А. Н. Теоретические и экспериментальные исследования технологического процесса изготовления изделий из композиционных материалов // Препринт.- Уфа: Редакционно- издательский центр Башгосуниверситета, 2003. 38с.

77. Акимов И.А., Зайнуллин Р.Г., Шафеев М.Н. Решение одной задачи переноса тепла при наличии движущихся границ // Уфимск. авиационный ин-т.-Уфа, 1991.-4 с.-Деп. в ВИНИТИ, №1307 -В91,- 1991.

78. Акимов А.И., Шаров В.Н., Акимов И.А. Некоторые методы численного решения задач тепломассообмена в многослойных конструкциях, изготавливаемых методом полимеризации //Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. - 35 с.

79. Акимов А.И., Шаров В.Н., Акимов И.А. Влияние технологического процесса изготовления изделий из композиционных материалов на их эксплуатационные характеристики // Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. - 26 с.

80. Акимов И.А. Решение одной многослойной задачи переноса тепла с подвижными границами // 4-я Уральская региональная науч.-тех. конф. -Уфа: Изд-во Уфимского авиационного ин-та, 1989. С. 198.

81. Акимов И.А., Акимов А.И. Разработка и исследование математической модели тепломассообмена в многослойных конструкциях, изготавливаемых методом полимеризации // Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. - 36 с.

82. Акимов А.И., Акимов И.А., Фатыхов М.А. Экспериментальное исследование тепломассообмена в установке автоматического ведения технологического процесса и сопоставление теории эксперимента // Электронная обработка материалов, 2003. С. 22 - 32.

83. Акимов А.И., Акимов И.А., Фатыхов М.А. Анализ методом теории подобия процесса полимеризации многослойных конструкциях из компази-ционных материалов // Электронная обработка материалов, 2003. С. 14 - 23.

84. Акимов А.И., Шаров В.Н., Акимов И.А. Технологические признаки испытаний изделий из композиционных материалов, получаемых методом полимеризации // Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002. - 24 с.

85. Акимов А.И., Шаров В.Н., Акимов И.А. Методы контроля надежности изделий по параметрам технологического процесса их изготовления // Препринт. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2002.-18 с.

86. Тюков Н.И., Акимов И.А., Акимов А.И. Методология проектирования и автоматизации теплофизических процессов. Монография. Уфа: Ре-дакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2001. - 144 е.

87. Тюков Н.И., Акимов И.А., Акимов А.И. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов изготовления изделий из композиционных материалов. Монография. Уфа: Редакционно-издательский центр Башгосуниверситета, 2003. -216с.

88. Шафеев М.Н, Акимов И.А. Применение теории подобия к исследованию нестационарных процессов замораживания дисперсных материалов // Уфимск. авиационный ин-т. Уфа, 1991.-14 е.- Деп. в ВИНИТИ, - №485- В91,1991.

89. Маслов J1.C., Султанов М.Х. Расчет на прочность магистральных нефтепроводов вероятностными методами теории надежности //Нефтяное хозяйство, 1980. № 10. - С. 47 - 48.

90. Гутман Э.М., Маслов Л.С., Султанов М.Х. Обоснование расчета на прочность магистральных нефтепроводов с учетом свойства надежностидолговечности //РНТС ВНИИОЭНГ: Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1981. №6. - С . 2 - 4.

91. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / В.С.Королюк, Н.И.Портенко, А.В.Скороход, А.Ф.Турбин. М.: Наука, 1985.- 640 с.

92. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Наука, 1962. - 198 с.

93. Берг А. И. Кибернетика и надежность. М.: Наука, 1964. - 375 с.

94. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. 313 с.

95. Сотсков Б. С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М.: Техническая лит-ра,1970.-298 с.

96. Бруевич Н. Г. Количественные оценки надежности изделий /Сб: Основные вопросы теории и практики надежности. М.: Техническая лит- ра,1971.-267-298 с.

97. Ллойд Д., Липов М. Надежность, пер. с англ. М.: Мир, 1964. -375 с.

98. Базовский И. Надежность. Теория и практика, пер. с англ. М.: Мир, 1965.-412 с.

99. Барлоу Р. и Прошан Ф. Математическая теория надежности, пер. с англ., М.: Мир, 1969.-365 с.

100. Барзилович Е. Ю., Каштанов В. А. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем, М.: Наука, 1971. 276 с.

101. Острейковский В.Л. Теория надежности. М.: Высшая школа, 2003.- 464 с.

102. Фатыхов М.А., Акимов А.И., Инчин А.Н. Испытание на ударную вязкость композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научн. тр. Уфа: Изд-во БГПУ, 2004. -С. 71-77.

103. Фатыхов М.А., Акимов А.И. Испытания на межслоевой сдвиг композиционных материалов, изготавливаемых методом полимеризации //Ученые записки: Сб. научн. тр. -Уфа: Изд-во БГПУ, 2004. С. 66 - 70.