|
DOI: 10.14489/hb.2024.01.pp.003-009
Чепчуров М. С., Польшин А. А., Любимый Н. С., Герасимов М. Д.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЛОЖЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ОТВЕРЖДЕНИИ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРА НА ЕГО СТРУКТУРУ
(с. 3-9)
Аннотация. Приводится описание и результаты экспериментального исследования по уплотнению металлополимерного материала под действием ультразвука, предполагаемого к использованию в качестве армирующего компонента различных композитных машиностроительных систем. Приводятся схема эксперимента, используемые оборудование, материалы, измерительная аппаратура. Представлен краткий математический анализ динамики вязкого течения жидкости и законов, описывающих процесс. Сформирована гипотеза об увеличении плотности металлоплимера под действием ультразвука, в результате введения дополнительной энергии вибраций и ее диссипации в металлополимере, что должно приводить к уменьшению вязкости. Полученные металлоплимерные образцы исследованы визуально и с использованием дюрометра, полученные результаты представлены в качестве изображений срезов образцов и табличных данных. На основе полученных данных построена гистограмма зависимости твердости и количества газовых пор от времени ультразвукового воздействия. В заключение приведен анализ полученных данных и сделаны выводы об эффекте применения ультразвука при заливке и отверждении вязкотекучего металлополимера. Предложены новые направления исследования влияния низкочастотных вибраций на вязкость металлоплимерного состава в целях создания технологического оборудования для реализации технологии получения композитных машиностроительных систем на основе металлополимера.
Ключевые слова: вибрации; металлополимер; твердость; композит; плотность; вязкость; энтропия; газовая пористость.
Chepchurov M. S., Polshin A. A., Lubimyi N. S., Gerasimov M. S.
INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF SUPERPOSITION OF HIGH-FREQUENCY VIBRATIONS DURING THE CURING OF A METAL POLYMER ON ITS STRUCTURE
(pp. 3-9)
Abstract. The article provides a description and results of an experimental study on the compaction of a metal-polymer material under the action of ultrasound, which is supposed to be used as a reinforcing component of various composite engineering systems. The scheme of the experiment and the used equipment and materials, measuring equipment are given. A brief mathematical analysis of the dynamics of a viscous fluid flow and the laws describing these processes is presented. A hypothesis has been formulated about an increase in the density of the metal polymer under the action of ultrasound, due to the introduction of additional vibration energy and its dissipation in the metal polymer, which should lead to a decrease in viscosity. The obtained metal-polymer samples were examined visually and using a durometer, the results are presented as images of samples sections and tabular data. Based on the data obtained, a histogram of the dependence of hardness and the number of gas pores on the time of ultrasonic exposure was constructed. In conclusion, an analysis of the obtained data is given, and conclusions are drawn about the effect of using ultrasound during pouring and curing of a viscous metal polymer. New directions for studying the effect of low-frequency vibrations on the viscosity of the metal-polymer composition are proposed in order to create technological equipment for the implementation of the technology for creating composite machine-building systems based on metal-polymer.
Keywords: Vibration; Metal polymer; Hardness; Composite; Glow; Viscosity; Entropy; Gas porosity.
М. С. Чепчуров, А. А. Польшин, Н. С. Любимый, М.С. Герасимов (Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, Белгород, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. S. Chepchurov, A. A. Polshin, N. S. Lubimyi, M. S. Gerasimov (Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov, Belgorod, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Федоренко М. А., Погонин А. А., Бондаренко Ю. А. Восстановление цилиндрической формы при различных видах износа крупногабаритных вращающихся деталей // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2017. № 9. С. 130 – 136. DOI: 10.12737/article_59a93b0ac85999.41172542
2. Зорин В. А., Баурова Н. И., Косенко Е. А. Дефектация деталей из дисперно-наполненных полимерных материалов методом инфракрасной термографии // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 2. С. 22 – 25.
3. Баурова Н. И., Зорин В. А., Приходько В. М. Информационная модель состояния технической системы // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 6. С. 11 – 16.
4. Chetverikov B. S., Annenko D. M., Lubimyi N. S., Tikhonov A. A. Substantiation of the Type of Machining of a Flat Metal-Metal-Polymer Surface Considering the Provision of the Required Roughness of the Part. (In: Klyuev S. V., Klyuev A. V. (eds) Environmental and Construction Engineering: Reality and the Future. Lecture Notes in Civil Engineering, Springer, Cham, 160, 2021) DOI: 10.1007/978-3-030-75182-1_5
5. Jahan S. A., Hazim E. M. Optimal Conformal Cooling Channels in 3D Printed Dies for Plastic Injection Molding // Procedia Manufacturing. 2016. V. 5. P. 888 – 900. DOI: 10.1016/j.promfg.2016.08.076
6. Зорин В. А., Косенко Е. А., Заичка С. А., Бояринцев А. К. Перспективы применения инфракрасной термографии и ультразвуковой дефектоскопии деталей, восстановленных с использованием полимерных композиционных материалов // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2017. № 26. С. 26 – 28.
7. Wang Y., Yu K. M., Wang C. C. L. Spiral and Conformal Cooling in Plastic Injection Molding // CAD Computer Aided Design. 2016. V. 63. P. 1 – 11. DOI: 10.1016/j.cad.2014.11.012
8. Анциферов С. И., Карачевцева А. В., Сиваченко Л. А. Проектирование и дизайн изделия в CAD/CAM/CAE системе NX под управлением PLM системы Teamcenter // Техническая эстетика и дизайн-исследования. 2019. Т. 1, № 2. С. 45 – 52. DOI: 10.34031/2687-0878-2019-1-2-45-52
9. Анциферов С. И., Лютенко А. О., Сычев Е. А., Сиваченко Л. А. Цифровое проектирование с применением генеративного дизайна // Техническая эстетика и дизайн-исследования. 2019. Т. 1, № 4. С. 38 – 44. DOI: 10.34031/2687-0878-2019-1-4-38-44
10. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости газа: учеб. для вузов. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
11. Абайдуллин Б. Р. Влияние реологии и энергии активации на критичность теплообмена при ламинарном течении неньютоновской жидкости в плоскопараллельном канале // Фундаментальные исследования. 2008. № 4. С. 104 – 105.
12. Матвиенко О. В. Механика вязкой жидкости. Томск: Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2020. 244 с.
13. Потапов А. Г. Ламинарно-турбулентный переход при течении ньютоновских и неньютоновских жидкостей в круглой трубе // Научно-технический сборник Вести газовой науки. 2016. № 2. С. 174 – 182.
14. Металлополимеры LEO [Электронный ресурс]. URL: http://www.leopolimer.ru/index.htm (дата обращения: 16.03.2022).
15. Пат. № 2534169, МПК B22C9/00. Способ изготовления металлополимерных прессформ / В. Г. Смелов, А. В. Балякин, Р. А. Вдовин, В. В. Кокарева. № 2012155618/02. Заяв. 20.12.2012. Опубл. 27.11.14. Бюл. № 33.
16. Пат. № 193346, МПК B29C70/48. Вакуумная установка для процесса вакуумной инфузии / Г. А. Ноздрин. № 2019126769. Заяв. 25.08.2019. Опубл. 24.10.2019. Бюл. № 30.
17. Пат. № 2748461, МПК B29C70/00. Способ и устройство для изготовления композитного изделия / В. А. Баженов, Г. А. Ноздрин. № 2019113390. Заяв. 30.04.2019. Опубл. 25.05.2021. Бюл. № 15.
1. Fedorenko M. A., Pogonin A. A., Bondarenko Yu. A. (2017). Restoration of cylindrical shape for various types of wear of large rotating parts. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova, (9), 130 – 136. [in Russian language] DOI: 10.12737/article_59a93b0ac85999.41172542
2. Zorin V. A., Baurova N. I., Kosenko E. A. (2017). Defects of parts made of dispersed-filled polymer materials using infrared thermography. Vse materialy. Entsiklo-pedicheskiy spravochnik, (2), 22 – 25. [in Russian language]
3. Baurova N. I., Zorin V. A., Prihod'ko V. M. (2017). Information model of the technical system state. Vse materialy. Entsiklopedicheskiy spravochnik, (6), 11 – 16. [in Russian language]
4. Klyuev S. V., Klyuev A. V. (Eds.), Chetverikov B. S., Annenko D. M., Lubimyi N. S., Tikhonov A. A. (2021). Substantiation of the Type of Machining of a Flat Metal-Metal-Polymer Surface Considering the Provision of the Required Roughness of the Part. Environmental and Construction Engineering: Reality and the Future. Lecture Notes in Civil Engineering. Springer. DOI: 10.1007/978-3-030-75182-1_5
5. Jahan S. A., Hazim E. M. (2016). Optimal Conformal Cooling Channels in 3D Printed Dies for Plastic Injection Molding. Procedia Manufacturing, 5, 888 – 900. DOI: 10.1016/j.promfg.2016.08.076
6. Zorin V. A., Kosenko E. A., Zaichka S. A., Boyarintsev A. K. (2017). Prospects for the use of infrared thermography and ultrasonic flaw detection of parts restored using polymer composite materials. Novye materialy i tekhnologii v mashinostroenii, 26, 26 – 28. [in Russian language]
7. Wang Y., Yu K. M., Wang C. C. L. (2016). Spiral and Conformal Cooling in Plastic Injection Molding. CAD Computer Aided Design, 63, 1 – 11. DOI: 10.1016/j.cad.2014.11.012
8. Antsiferov S. I., Karachevtseva A. V., Sivachenko L. A. (2019). Product design and development in the NX CAD/CAM/CAE system under the control of the Teamcenter PLM system. Tekhnicheskaya estetika i dizayn-issledovaniya, 1(2), 45 – 52. [in Russian language] DOI: 10.34031/2687-0878-2019-1-2-45-52
9. Antsiferov S. I., Lyutenko A. O., Sychev E. A., Sivachenko L. A. (2019). Digital design using generative design. Tekhnicheskaya estetika i dizayn-issledovaniya, 1(4), 38 – 44. [in Russian language] DOI: 10.34031/2687-0878-2019-1-4-38-44
10. Loytsyanskiy L. G. (2003). Mechanics of liquid gas: textbook for universities. Moscow: Drofa. [in Russian language]
11. Abaydullin B. R. (2008). The influence of rheology and activation energy on the criticality of heat transfer during laminar flow of a non-Newtonian fluid in a plane-parallel channel. Fundamental'nye issledovaniya, (4), 104 – 105. [in Russian language]
12. Matvienko O. V. (2020). Mechanics of viscous fluid. Tomsk: Tomskiy gosudarstvenniy arhitekturno-stroitel'niy universitet. [in Russian language]
13. Potapov A. G. (2016). Laminar-turbulent transition during the flow of Newtonian and non-Newtonian fluids in a round pipe. Nauchno-tekhnicheskiy sbornik "Vesti gazovoy nauki", (2), 174 – 182. [in Russian language]
14. LEO metal polymers. Retrieved from http://www.leopolimer.ru/index.htm (Accessed: 16.03.2022). [in Russian language]
15. Smelov V. G., Balyakin A. V., Vdovin R. A., Kokareva V. V. (2012). Method for manufacturing metal-polymer molds. Patent No. 2534169. [in Russian language]
16. Nozdrin G. A. (2019). Vacuum installation for vacuum infusion process. Patent No. 193346. [in Russian language]
17. Bazhenov V. A., Nozdrin G. A. (2021). Method and device for manufacturing a composite product. Patent No. 2748461. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2024.01.pp.003-009
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2024.01.pp.003-009
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»