ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫХ РЕЖИМОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНЫХ СРОКАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ И ДИАГНОСТИКА ЗАВИСИМОСТЕЙ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТ ТЕМПОВ НАГРЕВА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Комплекс работ по диагностике изменения характеристик материалов вследствие старения включает в себя ускоренные климатические испытания (УКИ) и испытания по определению характеристик до и после УКИ. Наряду с применением различных методов диагностики дефектов, возникающих и развивающихся в процессе старения, важны также вопросы определения связанных с процессами изменений структуры материала изменений теплофизических, влагофизических и других характеристик материалов, прошедших длительные сроки эксплуатации. В работе, наряду с методом синхронного расчета изменения теплофизических и влагофизических свойств материалов вследствие старения и соответствующих поправок к изменению тепловлажностных режимов изделий при длительных сроках эксплуатации и хранения, представлены также экспериментальная установка и метод экспериментально-аналитического определения теплофизических характеристик материалов при переменных темпах нагрева по результатам тепловых испытаний образцов, прошедших и не прошедших УКИ, с использованием при анализе результатов испытаний аппроксимационно-суперпозиционного метода для решения обратной задачи теплопроводности.

Об авторах

В. Г Дегтярь

АО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева»

Email: src@makeyev.ru
Миасс, Россия

В. В Гусев

АО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева»

Миасс, Россия

С. Т Калашников

Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН

Email: finigz@mineralogy.ru
Миасс, Россия

Г. Ф Костин

Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН

Миасс, Россия

А. И Новиков

АО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева»; Филиал в г. Миассе ГОАУ ВО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ)

Email: info@miass.susu.ru
Миасс, Россия

В. И Хлыбов

АО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева»; Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН

Миасс, Россия

Список литературы

  1. Ларионов В.В., Лидер А.М., Долматов Д.О., Седнев Д.А. Ультразвуковой контроль дефектов металлических изделий сложной формы // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 31—36.
  2. Степанова Л.Н., Чернова В.В., Рамазанов И.С. Акустико-эмиссионный контроль раннего зарождения дефектов в образцах из углепластика при статическом и тепловом нагружении // Дефектоскопия. 2020. № 10. С. 12—23
  3. Вапиров Ю.М., Голован В.И., Дзюба А.С. , Колесник К.А., Щербаков В.Н. Способ определения и прогнозирования влагопоглощения полимерными композиционными материалами при старении // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. № 7. С. 66—76.
  4. Запорожан Д.Ю., Канатов А.В., Кулаков А.А., Челомов А.А. Оценка разрушающего влияния агрессивных сред на процесс старения композитных материалов // Химическая технология и экология технологических процессов. Дизайн и технологии. 2023. № 96 (138). С. 57—62.
  5. Старцев О.В., Лебедев М.П., Кычкин А.К. Старение полимерных композиционных материалов в условиях экстремально холодного климата // Известия АлтГУ. Физика. 2020. № 1 (111). С. 41—51. doi: 10.14258/izvasu(2020)1-06
  6. Свередюк В.В., Трушкина Т.В.Анализ свойств тонкослойных покрытий, полученных ручным воздушным и автоматизированным безвоздушным методами до и после ускоренных климатических испытаний. Красноярск: Технологии ракетостроения, 2021. С. 263.
  7. Севостьянов П.А., Белевитин А.А., Бурдин И.М. Марковская модель процессов релаксации и старения волокнистых материалов // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». 2023. № 1. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2023/8126.
  8. Лаптев А.Б., Павлов М.Р., Новиков А.А., Славин А.В. Современные тенденции развития испытаний материалов на стойкость к климатическим факторам. Часть 1. Испытания новых материалов (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. № 1 (95). С. 114—122. doi: 10.18577/2307-6046-2021-0-1-114-122
  9. Лаптев А.Б., Павлов М.Р., Новиков А.А., Славин А.В. Современные тенденции развития испытаний материалов на стойкость к климатическим факторам. Часть 2. Основные тенденции // Труды ВИАМ. 2021. № 2 (96). С. 99—108. doi: 10.18577/2307-6046-2021-0-2-99-108
  10. Брянский А.А., Башков О.В., Малышева Д.П. Исследование термоокислительного старения полимерного композиционного материала с использованием метода акустической эмиссии // Природные ресурсы арктики и субарктики. 2021. Т. 26. № 3. С. 155—168. doi: 10.31242/2618-97122021-26-3-155-168
  11. Кутьинов В.Ф., Киреев В.А., Старцев О.В., Шевалдин В.Н.Влияние климатического старения на характеристики упругости и прочности полимерных композитных материалов // Ученые записки ЦАГИ. 2006. Т. XXXVII. № 4. С. 54—64.
  12. Куприянов В.Н., Иванцов А.И.Тепловое старение полимерсодержащих теплоизоляционных материалов в наружных стенах // Архитектура и строительство. Эксперт: теория и практика. 2020. № 3 (6). С. 31—36. doi: 10.24411/2686-7818-2020-10022
  13. Кутырев А.Е., Вдовин А.И., Антипов В.В., Дуюнова В.А. Методические вопросы исследования эффективности противокоррозионной защиты, применяемой в изделиях авиационной техники // Труды ВИАМ. 2024. № 1 (131). С. 78—91. doi: 10.18577/2307-6046-2024-0-1-78-91
  14. Дубровина Н.Н., Елиневский А.К., Костин Г.Ф., Новиков А.И., Хлыбов В.И. Совместный расчет тепловлажностных режимов изделий с учетом изменения свойств материалов при длительных сроках хранения и эксплуатации / II Всероссийская научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования коррозии и старения материалов в климатических условиях: проблемы и перспективы». Геленджик. 15—17 июля 2015. М.: ВИАМ, 2015.
  15. Дегтярь В.Г. Применение композиционных материалов в разработках Государственного ракетного центра «КБ им. Академика В. П. Макеева» // Конструкции из композиционных материалов. 2004. № 1. С. 17—23.
  16. Костин Г.Ф., Калашников С.Т., Савельев В.Н., Захарьевич Д.А., Таскаев С.В., Хлыбов В.И., Швалева Р.К. Методика и результаты оценки изменения теплофизических характеристик углепластика на основе фенолформальдегидного связующего при нагреве и разложении // Конструкции из композиционных материалов. 2018. № 4. С. 63—70.
  17. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. М.: Энергия, 1976. 392 с.
  18. Несмелов В.В. Влияние темпа нагрева на характеристики теплопереноса при термической деструкции фенольного углепластика // Физика горения и взрыва. 1993. Т. 29. № 6. С. 53—58.
  19. Алифанов О.М., Черепанов В.В. Методы исследования и прогнозирования свойств высокопористых теплозащитных материалов. М.: МАИ, 2014. 264 с.
  20. Туголуков Е.Н., Карпук В.А., Рухов А.В. Решение обратных задач теплопроводности для многослойных тел канонической формы // Вестник ТГТУ. 2013. Т. 19. № 3. С. 577—583.
  21. Усов А.Т. Приближенные методы расчета температур нестационарно нагреваемых твердых тел простой формы. М.: Машиностроение, 1973. 108 с.
  22. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. М.: Энергия, 1976. 352 с.
  23. Костин Г.Ф., Калашников С.Т., Гусев В.В., Решетников Н.А., Тукачева Т.В. Применение ап-проксимационно-суперпозиционного метода для восстановления теплофизических характеристик материалов по результатам тепловых испытаний // Конструкции из композиционных материалов. 2019. № 1. С. 37—42.
  24. Костин Г.Ф., Калашников С.Т., Гусев В.В. Инженерный аналитический метод определения теплофизических характеристик материалов по результатам тепловых испытаний // Конструкции из композиционных материалов. 2021. № 3 (163). С. 39—48.
  25. Larionov V.V., Lider А.М., Dolmatov D.O., Sednev D.A. Ultrasonic inspection of defects in metal products of complex shape // Defectoskopiya. 2021. No. 5. P. 31—36 (in Russian).
  26. Stepanova L.N., Chernova V.V., Ramazanov I.S. Acoustic emission control of early nucleation of defects in carbon fiber samples under static and thermal loading // Defectoskopiya. 2020. No. 10. P. 12—23 (in Russian)
  27. Vapirov Yu.M., Golovanov V.I., Dzyuba A.S., Kolesnik К.А., Shcherbakov V.N. Method for determining and predicting moisture absorption by polymer composite materials during aging // TSAGI Science Journal. 2016. V. XLVII. No. 7. P. 66—76 (in Russian).
  28. Zaporozhan D.Yu., Kanatov A.V., Kulakov A.A., Chelomov А.А. Assessment of the destructive effect of aggressive media on the aging process of composite materials. Chemical technology and ecology of technological processes // Design and technology. 2023. No. 96 (138). P. 57—62 (in Russian).
  29. Startsev GV, Lebedev M.P., Kychkin A.K. Aging of polymer composites in extremely cold climates // Izvestiya ofAltai State University. Physics. 2020. No. 1 (111). P. 41—51. doi: 10.14258/izvasu(2020)1-06 (in Russian).
  30. Sveredyuk V.V., Trushkina T.V. Analysis of the properties of thin-layer coatings obtained by manual air and automated airless methods before and after accelerated climatic tests. Krasnoyarsk: Rocket science technologies, 2021. P. 263 (in Russian).
  31. Sevostyanov P.A., Belevitin A.A., Burdin I.M. Markov model of relaxation and aging processes of fibrous materials // Elektronny nauchny zhurnal “Inzhenerny vestnik Dona”. 2023. No. 1. ivdon.ru/ru/ magazine/archive/n1y2023/8126 (in Russian).
  32. Laptev A.B., Pavlov M.R., Novikov A.A., Slavin A.V. Current trends in the development of testing materials for resistance to climate factors (review). Part 1 // Testing of new materials. Proceedings of VIAM. 2021. No. 1 (95). P. 114—122. doi: 10.18577/2307-6046-2021-0-1-114-122 (in Russian).
  33. Laptev A.B., Pavlov M.R., Novikov A.A., Slavin A.V. Current trends in the development of testing materials for resistance to climate factors (review). Part 2. Main trends // Proceedings of VIAM. 2021. No. 2 (96). P. 99—108. doi: 10.18577/2307-6046-2021-0-2-99-108 (in Russian).
  34. Bryansky А.А., Bashkov O.V., Malysheva D.P. Investigation on thermooxidative aging of the polymer composite material by acoustic emission // Arctic and Subarctic Natural Resources. 2021. V. 26. No. 3. P. 155—168. doi: 10.31242/2618-9712-2021-26-3-155-168 (in Russian).
  35. Kutyinov V.F., Kireev V.A., Startsev O.V., Shevaldin V.N. Influence of climatic aging on the elasticity and strength characteristics of polymer composite materials // TSAGI Science Journal. 2006. V. XXXVII. No. 4. P. 54—64 (in Russian).
  36. Kupriyanov V.N., Ivantsov A.I. Thermal aging of polymer-containing thermal insulation material in exterior walls // Architecture and construction. Expert: theory and practice. 2020. No. 3 (6). P. 31—36. doi: 10.24411/2686-7818-2020-10022 (in Russian).
  37. Kutyrev A.E., Vdovin A.I., Antipov V.V., Duyunova V.A. Methodological issues of the study of the effectiveness of anticorrosive protection used in aircraft products // Proceedings of VIAM. 2024. No. 1 (131). P. 78—91. doi: 10.18577/2307-6046-2024-0-1-78-91 (in Russian).
  38. Dubrovina N.N., Elinevsky A.K., Kostin G.F., Novikov A.I., Khlybov VI. Joint calculation of heat and humidity conditions of products taking into account changes in the properties of materials during long periods of storage and operation / Vserossijskaya nauchno-texnicheskaya konferenciya “Fundamentalnye i prikladnye issledovaniya korrozii i stareniya materialov v klimaticheskih usloviyax: problemy i perspektivy”. Gelendzhik. July 15—17, 2015. М.: VIAM, 2015 (in Russian).
  39. Degtiar V.G. Use of composite materials in the Makeyev SRC developments // Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov. 2004. No. 1. P. 17—23 (in Russian).
  40. Degtiar VG., Kostin G.F., Kalashnikov S.T., Savelyev V.N., Zakharievich D.A., Taskaev S.V., Khlybov V.I., Shvaleva R.K. Methodology and results of evaluation of variants in thermal and physical characteristics of a carbon fiber composite on the basis of a phenol-formaldehyde binding agent under heating and decomposition // Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov. 2018. No. 4. P. 63—70 (in Russian).
  41. Polezhaev Yu.V., Yurevich F.B. Thermal protection. М.: Energiya, 1976. 392 p. (in Russian).
  42. Nesmelov V.V. Influence of the heating rate on the characteristics of heat transfer during thermal destruction of phenolic carbon fiber // Fizika goreniya i vzryva. 1993. V. 29. No. 6. P. 53—58 (in Russian).
  43. Alifanov O.M., Cherepanov V.V. Methods of research and forecasting properties of highly porous heat-protective materials. М.: MAI, 2014. 264 p. (in Russian).
  44. Tugolukov E.N., Karpuk V.A., Rukhov A.V. Solution of inverse problems of thermal conductivity for multilayer bodies of canonical form // TSTU Journal. 2013. V. 19. No 3. P. 577—583 (in Russian).
  45. Usov A.T. Approximate methods for calculating the temperatures of unsteady heated solids of simple shape. М.: Mashinostroenie, 1973. 108 p. (in Russian).
  46. Pekhovich A.I., Zhidkikh V.M. Calculations of the thermal regime of solids. М.: Energiya, 1976. 352 p. (in Russian).
  47. Kostin G.F., Kalashnikov S.T, Gusev VV, Reshetnikov N.A., Tukacheva Tv Applying an approximation-superposition method to recover thermal and physical properties of materials under results of thermal testing // Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov. 2019. No. 1. P. 37—42 (in Russian).
  48. Kostin G.F., Kalashnikov S.T., Gusev V.V. Engineering analytical method to define thermal and physical properties of materials under results of thermal testing // Konstrukcii iz kompozicionnyh materialov. 2021. No. 3 (163). P. 39—48 (in Russian).

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах