или иным путем осаждается углеродная матрица или матрица более
сложного состава [8]. Упаковка стержней в пределах выбранной схемы
выбирается максимально плотной; таким образом, диаметр стержней
определяет размер ячейки композитной структуры. В свою очередь,
свойства композитной структуры довольно сложным образом зависят
от этого размера.
Следующая (и, возможно, наиболее важная) особенность рассма-
триваемых задач оптимизации — возможность варьирования не толь-
ко структуры, но и состава проектируемого материала. Как правило,
при оптимизации многослойных структур наименьшей, далее неде-
лимой, единицей считается однонаправленный или перекрестно ар-
мированный монослой [5, 7]. Свойства такого монослоя в естествен-
ной системе координат заданы и не изменяются в процессе оптими-
зации. Это обеспечивается технологией производства многослойных
волокнистых композитов, когда параметры монослоя, определяемые
прежде всего характеристиками волокон и матрицы и соотношением
их в объеме материала, отрабатываются заранее и не подлежат изме-
нению. В данном случае дело обстоит иначе, поскольку матрица фор-
мируется на углеродном каркасе непосредственно в процессе создания
композитной конструкции, а технологические процессы формования
этой матрицы за последние годы были значительно усложнены и рас-
ширены, так что стали возможными постановки задач оптимизации
состава композитного материала или соответствующей конструкции.
Наиболее интересная особенность варьирования состава простран-
ственно армированных УУКМ и УККМ — возможность создания не-
однородных по объему материалов, требования к которым могут быть
сформулированы в каждой конкретной задаче исходя из требований
к жизненному циклу конструкции, для которой создается этот мате-
риал. Перспективным представляется использование УУКМ и УККМ,
обладающих переменными по толщине характеристиками. При этом
наружные, более плотные слои материала обеспечивают необходимую
эрозионную стойкость и конструкционную прочность, а внутренние
слои с малой плотностью предназначены выполнять роль тепловой
изоляции, которая обеспечивает необходимые температурные режимы
внутри конструкции, для надежной работы управляющих приборов.
Помимо изменения плотности, при рациональном проектировании
элементов из пространственно армированных углеродных композитов
могут варьироваться параметры силицирования углеродной матрицы,
причем размер силицированной зоны также подлежит оптимизации.
Кроме того, возможное изменение состава пространственно армируе-
мого композита может включать в себя также использование присадок
тугоплавких материалов.
Таким образом, варьируемые параметры в рассматриваемых зада-
чах отличаются многообразием.
140
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
1,2,3 5,6,7,8,9,10,11