Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в машиностроении и ряде других ограслей промышленности используют изделия, изготовленные из порисіьіх материатов
Под пористостью понимается отношение объема пор к общему объему тела. Под проницаемостью - способность материала пропускать газ или жидкость.
К пористым материалам относится керамика, металлокерамика, сложные керамические системы, древесина, пластмассы и т. д
Керамика обладает уникальным набором электрических и магнитных свойств и применяется в электротехнике и радиотехнике Химическая устойчивость и радиационная стойкосіь керамики позволяют использовать ее в химическом машиностроении и атомной энергетике.
В машиностроении для изютов існия деталей из металлокерамики, полученных методом порошковой металлургии, используется 60% изделий, методом холодного прессования 64%. а в электротехнической промышленности - до 36% от общего обьема выпуска
Высокая механическая прочность и твердое і ь меіал юкерамических материалов позволяет использоваїь их в инструментальном производстве, при изютовленли деталей приборостроения
Детали на основе метал токерамики имеют ряд преимуществ по сравнению с icTd-іями из конструкционных материалов' во-первых, при изготовлении И5ЛСШЙ коэффицнеш исполыования материала достигает 90% и более, во-вторых меньше трудоемкость и заттагы при механической обработке: в-третьих, материалы обладают значительно большей ївсрхостьто и жесткостью
К неіосіаїкам изделий из мета покерамики можно отнести их высокою стоимость по сравнению с прокатом с южность и?гото«лсния и испоть-ювание высокоточною спепиатыюю оборудования и оснастки
Оі іичи іетьной особенное і ью керамических и мегалчокерами«еских материалов явтяегся наличие в них пор которые при одном и том же химическом сосіаьс материала, но при рапичиых режимах изюювтения (прессовании и спекании) оказывают значительное влияние на физико-механические свойства изделий
Учитывая большой обьем деталей, изготовленных из керамики, металлокерамики, ьысокую себестоимость продукции и используемого оборудования, не юпустимо использовать разрушающие методы контроля при оценке физико-механических свойств деталей. Только неразрушающие методы автоматизированного контроля деталей по их пористости позволят быстро, эффективно и без значительных затрат надежно контролировать качество изделий Однако существующие методы контроля не > товлетворяют современным требованиям по точности.
НОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С11стер«шг J О» шЛюі
Следовательно, возникает задача разраГюіки и совершенствования высокоточных меюдов автоматизированного неразрушающего контроля физико-механических свойств газопроницаемых материалов на основе двумерной модели течения газа.
Целью ііасюишего исследований является решение задачи имеющей существенное значение, заключающейся в разрабоїке и совершенствовании методов расширении воіможиосієй, повышении ючносіи и nncTnRpnnncTH автоматизированного нсіазпушающего контроля физико-механических свойств материалов на основе выявленных взаимосвязей между их параметрами и пористостью.
В диссертационной рабоїс решались следующие задачи
-
Теоретическое обоснование взаимовлияния структуры пористых материалов, их физико-механических свойсів и параметров пористости фильтрации, проницаемости расгворимосж, диффузии на основе двумерной модели течения і аза
-
Обоснование способов и разрабоїка конструкций устройств повышенной ючности автоматизированного нерафушаюшею контроля физико-механических свойств маїсриалов по параметрам пористости фильграниц проницаемости лифф\зии растворимости газа
ч Экспериментальное по ігверждение теоретического обоснования зависимостей физико механических свойств or пористости и структуры по-рисіьіх маїсриаюв
4 Разработка методик конфоля парамемров, харакіеризуюших пористость и определяющих фнзико механические свойства изделий из пористых маїериалов при автоматизированном неразрушающем конгроле
Методы исследований. В работе использовались аналитические методы исследования на основе теории газодинамики, математическою анализа, вероятностные методы обработки результатов, численные методы решения дифференциальных уравнений на ЭВМ при помоши программ Matched Profebbiorial-T, г urban, Tufbo Fdscdi-7
Для опенки достоверности теоретических исследований применялись экспериментальные методы и испытания в производственных условиях с использованием специальной и стандартной аппаратуры
Научная новизна заключается
! В теоретическом обосновании газодинамического метода автоматизированного неразрушающего контроля физико-механических свойств пористых материалов на основе двумерной модели течения газа, учитывающего взаимовлияние структуры и параметров пористости материалов
2 В обосновании способа контроля физико-механических свойств материалов, основанного на измерении и последующем опретелении коэффициентов пористости, проницаемости газа при прохождении через материал
Практическая значимость работы заключается
-
В разработке устройств автоматизированного неразрушающего контроля физико-механических свойств пористых материалов на основе теоретически обоснованных способов по коэффициентам пористости, проницаемости, фильтрации, диффузии, растворимости газа при прохождении через материал.
-
В создании устройств для определения величины максимальных размеров пор материалов и кон гроля их физико-механических свойств.
-
В разработке обоснованных методик контроля параметров, характеризующих пористость и определяющих физико-механические свойства изделий из пористых материалов при автоматизированном неразрушающем контроле.
-
В использовании установок в производстве при контроле физико-механических свойств пористых материалов.
Реализация результатов работы. На основе газодинамического метода предложены способы автоматизированного неразрушающего контроля физико-механических свойств пористых материалов и оригинальные устройства для определения параметров пористости материалов и максимальных размеров пор, позволяющие определить взаимоствязь:
- коэффициентов пористости, фильтрации, проницаемости, диффузии,
растворимости газа и структуры материалов;
- пористости, проницаемости и структуры материалов.
Результаты научно-исслеповагельских работ были внедрены
на ОАО «Ковровский леспромхоз», г. Ковров;
в учебном процессе но дисциплинам «Автоматизация производственных процессов», «І Ірогрессивньїе технологии в машиностроении» (КГТА).
Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе. Предложения, рекомендации и выводы основаны на теоретических положениях фундаментальных наук (математики, газодинамики, технологии машиностроения, сопротивления материалов), экспериментальных исследованиях.
Апробация работы. Результаты работы доложены на:
первой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в г. Владимире, 2004 г.;
на кафедре «Технология машиносгроения» Ковровской государственной технологической академии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, одна из которых монография, 4 статьи в центральной печати, 1 тезис доклада, 1 патент РФ, получено 2 положительных решения на предполагаемое изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержи і 177 страниц и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из
