Speaker
Description
В задачах технологической механики изготовления конструкций из композитов, а также в задачах изготовления, упаковки и развертывания в космосе конструкций космического назначения возникает необходимость вычисления эффективных свойств композитного материала с не полностью отвержденным связующим. Оценка показывает, что значения некоторых эффективных термоупругих констант волокнистого композита в процессе отверждения связующего могут изменяться на порядок.
Для описания отверждения связующего в процессе его полимеризации применяются различные кинетические уравнения, обобщающие на рассматриваемый авторами состав связующего закон Арениуса. В частности, для связующих на основе эпоксидных смол многие авторы [1, 2 и др.] используют уравнение с автоускорением и автозамедлением
dC/dt= – k1C[1+k2(1-C)][1-k3*(1-C)], (1)
где С=1–β – концентрация эпоксидных групп, β – степень отверждения связующего;
экспериментально определяемые коэффициенты уравнения k1, k2, k3 могут быть функциями температуры, k1 подчиняется закону Арениуса. В работе предлагается алгоритм определения параметров уравнения (1) по изотермическим экспериментальным данным. Уравнение интегрируется и представляется в форме
F(С,T,t,k1,k2,k3)=0. (2)
По экспериментальным данным при температуре Ti (i=1,…,m), m – число изотермических опытов, строится система уравнений
F(Сij,Ti,tij,k1i,k2i,k3i)=0, (3)
где j=1,…,ni, ni – число экспериментальных точек для Ti температуры. Система полученных уравнений решается приближенно.
Приводятся результаты построения кинетического уравнения для двух- и многокомпонентных связующих Барнес и Гурит. Использование кинетических уравнений демонстрируется на примерах определения степени отверждения связующих, подвергаемых заданному температурному нагружению.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта №C-26/1025.
