Введение к работе
Актуальность проблемы. Принципиально новые возможности открывает перед машиностроителями композиционные материалы с металлической матрицей, используемые с учетом принципов оптимального проектирования. Интерес к таким материалам непрерывно возрастает в последнее десятилетие.
Данная работа выполнена в соответствии с заданиями 01.13.09. "Теоретические основы литья армированных изделий", общегосударственной научной проблемы 2.25.15. "Разработка теории литейных процессов, обеспечивающих создание и развитие высокоэффективных малоотходных и безотходных технологий с применением внеиних воздействий на жидкий кристаллизующийся металл", решаемый научным советом АН СССР по проблеме "Новые процессы получения и "обработки металлических материалов" и комплексной программа "Автомобиль 2000 года" Ыинавтопрома СССР.
Цель работы. Разработка общих принципов системного проектирования армированных волокнами фасонных литых заготовок; обоснование выбора критериев оптимизации композиционного материала; разработка инженерной методики проекгирования силового каркаса фасонных деталей с апробированием на детали "шатун" ДЗС; разработка в рамках сформулированных принципов системного подхода технологии изготовления литой детали "шатун" из алюминиевого сплава, армированного стальными волокнами и проведение исследований свойств полученного материала.
Научная новизна работы:
-
Разработаны обіцяє принципы системного проектирования армированных волокнами фасонных изделий.
-
Разработан метод имитационного моделирования физико-химических процессов, проходящих при формообразовании композитной отливки.
-
Разработан метод моделирования свойств композитной вставки.
-
Разработан интегральный критерий оптимизации качества детали "шатун".
-
Разработана математическая модель, имитирующая тепловые условия при литье и термической обработке детали с композитной вставкой, позволяющая прогнозировать изменение свойств композиционного материала вставки при изготовлении изделия различными жидкофаэными способами.
-
Экспериментально установлено, что наиболее слабой и чувствительной к знакопеременным нагрузкам является связь по границе раздела вставка-формообразутопий материал, которая может бнть
усилена выбором способа литья, состава формообразующего сплава и подбором соответствующего рожима термообработки.
Практическая полезность. На основе системного подхода и новой технологии нзготовлеї::, і существенно снижена масса детали "шатун" одной из наиболее ответственных детелэй ДВС.
Реализация работы в промышленности. Результати работы били использованы при отработке оіштной технологии изготовления патуна из алюминиевого сплава, армированного стальными волокнами для автомобиля ВДЗ-2І08.
Экономический э^ект составит снижение потребления горючего на S і- ІО/І, повышение моирюсти двигателя на 5 + 10$, снижение массы двигателя на 10 т I2J&.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на заседании кафедры "Комплексная механизация и автоматизация литейного производства", B3MI1, Москва, 1987г.; на аукционе идей "Новые технологические процессы литейного производства и оборудование для них", завод "Центролит", Кашира, июнь, 1967г.; на объединенном семинаре кафедр "Материаловедение", "Комло- . опционные материалы", "Специальные материалы" Московского института приборостроения, Москва, нюнь, 1990г.; на У Всесоюзном сешшаре по механике и технологии композитов, Черюголовка, май, 1990г.; на I Московской мевдународной конференции по композитам, Жэсква, ноябрь, 1990г. .
Публикации. Основное содержание работы отражено в 5 печатных работах и техническом отчете по завершенной НИР.
Объем работы. Диссертация изложена на 189 страшщах ыаиинопнено-го текста, включающего введение, 3 главы, выводи по работе, 3 приложения; содержит 104 рисунка, 25 таблиц, список литературы из 64 наименований,
