Расчетно-экспериментальный анализ двух типов структур из углепластика…
7
териалов использовали условие стационарности функционала в виде
[10]
3
2
2
2
T
1
2
2
2
1
,
2
xx
yy
xy
m
S
Г
T
T
T T
T
Э k
k
k
c
T dS
x
y
x y
τ
T T dГ
Q
T t
где
S
— площадь поверхности каждого элемента;
k
xx
,
k
xy
,
k
yy
— ком-
поненты тензора теплопроводности;
T
— температура;
m
c
— удель-
ная теплоемкость;
— плотность;
— коэффициент теплоотдачи;
Г
3
— граница конечного элемента, на которой задан конвективный
теплообмен;
T
— температура окружающей среды;
T
— вектор уз-
ловых температур;
t
Q
— вектор узловых потоков, втекающих в узлы
конечных элементов;
Расчетные схемы и результаты решения нестационарной задачи
теплопроводности для образцов трехслойной и многостеночной па-
нелей представлены на рис. 4. Графики изменения температуры во
времени сняты в различных точках конструкции. Точка
1
для обоих
образцов находится на нагреваемой поверхности; изменение ее тем-
пературы соответствует характеру и температуре нагрева по поверх-
ности. Анализ кривых показывает, что в многостеночной панели
происходит существенно большее снижение температуры конструк-
ции, чем в трехслойной.
Для экспериментального моделирования и подтверждения несу-
щей способности были изготовлены специальные образцы, представ-
ляющие собой фрагменты трехслойной и многостеночной панелей.
Технология изготовления трехслойных панелей сегодня хорошо
отработана, а для усовершенствования технологии изготовления
многостеночной панели было проведено дополнительное исследова-
ние. Оптимизацию параметров технологического процесса изготов-
ления панелей методом совместной вакуумной пропитки и формова-
ния (инфузией) проводились для достижения максимально реализуе-
мых термоупругих характеристик композиционного материала. При
отработке параметров техпроцесса и конструкции технологической
оснастки минимизировали геометрические отклонения (коробление)
при изготовлении панелей, что обеспечивало максимальный уровень
размерной стабильности (снижение остаточных напряжений после
термообработки) и снижения вероятности появления брака при ваку-
умной пропитке пакета армирующего материала. При этом отраба-
тывали режимы температуры и давления при пропитке, а также тре-
бования к технологической оснастке.
Стадии изготовления многостеночной панели приведены на рис. 5,
фотографии изготовленных трехслойного образца и многостеночной
панели — на рис. 6.
