Влияние ультразвуковой обработки отвержденного монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрега, армированного непрерывным углеродным волокном, на сопротивление воздействию потока твердых частиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследовано влияние ультразвуковой обработки на резонансных частотах 22 и 44 кГц монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрегов, армированных непрерывным углеродным волокном, на сопротивление воздействию потока твердых частиц. Установлено, что при имитации потока твердых частиц струйно-абразивной обработкой происходит приращение массы как контрольных, так и опытных образцов по сравнению с исходным состоянием. Показано, что силовое воздействие ультразвука на рациональных режимах способствует снижению приращения массы на 31,4% при обработке на частоте 22 кГц и на 9% при обработке на частоте 44 кГц. Снижение приращения массы определяется повышением плотности структуры монослоя и приводит к повышению твердости поверхности в единицах Щора-Д на 13,5% при частоте воздействия 22 кГц и на 10% при частоте 44 кГц. 

Об авторах

И. В. Злобина

Саратовский государственный технический университет им. Гагарина

Автор, ответственный за переписку.
Email: LurkinDB@mail.ru
канд. техн. наук 410004, Саратов, ул. Политехническая, д. 77

Н. В. Бекренев

Саратовский государственный технический университет им. Гагарина

Email: LurkinDB@mail.ru
д-р техн. наук 410004, Саратов, ул. Политехническая, д. 77

А. С. Егоров

Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"

Email: LurkinDB@mail.ru
канд. хим. наук 121512, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. В. Анисимов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: LurkinDB@mail.ru
д-р техн. наук 191018, Санкт-Петербург, ул. Прометей, 49

Список литературы

  1. Mikhailin Yu.A. Spetsial'nye polimernye kompozitsionnye materialy [Special polymer composite materials]. St. Petersburg, Scientific foundations and Technologies. 2008. 660 p. (in Russian).
  2. Mikhailin Yu. A. Konstruktsionnye polimernye kompozitsionnye materialy [Structural polymer composite materials]. 2nd ed. St. Petersburg, Scientific foundations and Technologies. 2010. 822 p. (in Russian).
  3. Studentsov V.N., Kuznetsov V.A., Zubtsova N.V, Cheremukhina I.V. Armirovanny`e kompozicionny`e materialy` stroitel`nogo naznacheniya [Reinforced composite materials for construction purposes]. Kompozicionny`e materialy` v promy`shlennosti. Materialy` 29 mezhdunarodnoj konferencii 1-5 iyunya 2009 g. [Composite materials in industry. Proceedings of the 29th International Conference June 1-5, 2009]. Yalta-Kiev: Ukrainian Information Center. 2009. P. 1. pp. 357-359. (in Russian).
  4. Kablov E.N. Innovacionny`e razrabotki FGUP «VIAM» GNCz RF po realizacii «Strategicheskix napravlenij razvitiya materialov i texnologij ix pererabotki na period do 2030 goda» [Innovative developments of FSUE "VIAM" SSC RF on the implementation of "Strategic directions for the development of materials and technologies of their processing for the period up to 2030"], Aviation materials and technologies. 2015. no. 1. pp. 3-33. (in Russian).
  5. Kablov E.N. Materialy` i ximicheskie texnologii dlya aviacionnoj texniki [Materials and chemical technologies for aviation equipment], Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2012. vol. 82. no. 6. pp. 520-530. (in Russian).
  6. Mirovoj ry`nok proizvodstva kompozitov [The world market for the production of composites], Personal`ny`j sajt zavoda kompozicionny`x materialov Armplast [Personal website of the Armplast composite materials plant]. Available at: https://arm-plast.ru/o-zavode/novosti/mirovoj-ryinok-proizvodstva-kompozitov.html. (Accessed: 20.10.2023)
  7. Doriomedov M.S. Rossijskij i mirovoj ry`nok polimerny`x kompozitov (obzor) [The Russian and world market of polymer composites (review)], Proceedings of VIAM. 2020. no. 6-7. pp. 29-37. (in Russian).
  8. Kovalenko V.A., Kondratiev A.V. Primenenie polimerny`x kompozicionny`x materialov v izdeliyax raketno-kosmicheskoj texniki kak rezerv povy`sheniya ee massovoj i funkcional`noj e`ffektivnosti. Analiticheskij obzor [The use of polymer composite materials in rocket and space technology products as a reserve for increasing its mass and functional efficiency. Analytical review [Text]], Aerospace engineering and technology. 2011. no. 5. pp. 14-20. (in Russian).
  9. Deev I.S., Nikishin E.F. Model` kosmosa. v 2 t. T. 2. [Model of the cosmos. in 2 t . T. 2.]. Ed. Novikova L.S. Moscow: KDU. 2007. 1144 p. (in Russian).
  10. Letin V.A., Gatchenko L.S., Deev I.S. et al. // Proc. of Sixth International Space Conference «Protection of Materials and Structures from Space Environment», Toronto, Canada. May 1–3. 2002. P. 461–474.
  11. Kablov E.N., Minakov V.T., Deev I.S., Nikishin E.F. // Protection of Materials and Structures from Space Environment. Space Technology Proceedings Eds. J.I. Kleiman, Z. Iskanderova, Kluwer Acad. Publ. 2003. P. 217–233.
  12. Polezhaev Yu.V., Reznik S.V., Vasilevsky E.B Materialy` i pokry`tiya v e`kstremal`ny`x usloviyax. Vzglyad v budushhee: V 3 t. – T. 1. Prognozirovanie i analiz e`kstremal`ny`x vozdejstvij [Materials and coatings in extreme conditions. A look into the future: In 3 vols. – Vol. 1. Forecasting and analysis of extreme impacts]. Moscow: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University. 2002. 224 p. (in Russian).
  13. Gorynin I.V. Konstrukcionny`e materialy` — vazhny`j e`lement nadezhnosti i e`kologicheskoj bezopasnosti infrastruktury` Arktiki [Structural materials — an important element of reliability and environmental safety of the Arctic infrastructure], Arctic: ecology and economics no. 3. 2011. pp. 82-87. (in Russian).
  14. Buznik V.M., Kablov E.N., Koshurina A.A. Materialy` dlya slozh¬ny`x texnicheskix ustrojstv arkticheskogo primeneniya [Materials for complex technical devices of Arctic application]. Sb. trudov konferencii «Nauchno-texniche¬skie problemy` osvoeniya Arktiki», Moskva 16 dekabrya 2014 g. [Proceedings of the conference "Scientific and technical problems of Arctic development"], Moscow December 16, 2014 Moscow: FSUE "Academic Scientific-publishing, production, printing and book distribution center "Nauka". 2015. pp. 275-285. (in Russian).
  15. Dezhina I.G., Ponomarev A.K., Frolov A.S. et al. Publichnyi analiticheskii doklad po razvitiiu novykh proizvodstvennykh tekhnologii [Public analytical report on the development of new production technologies]. Skolkovo Institute of Science and Technology [Skolkovskii Institut Nauki i Tekhnologii]. Moscow. 2015. 210 p. (in Russian).
  16. Ponomarev A.K., Frolov A.S., Zorin D.N., Psakhye S.G., et al. Novye proizvodstvennye tekhnologii: Publichnyi analiticheskii doklad [New Production Technologies: Public Analytical report]. Moscow, Publishing House "Delo". 2015. 210 p. (in Russian).
  17. The European Construction, built environment and energy efficient building Technology Platform. Available at: http://www.ectp.org (accessed 20.10.2023).
  18. European Technology Platform for Advanced Engineering Materials and Technologies. Available at: http://www.eumat.eu (accessed 20.10.2023).
  19. The European Space Agency. Available at: http://estp.esa.int. (accessed 20.10.2023).
  20. Prokhodakov E.M. 3D-pechat' kak novoe nauchno- tekhnicheskoe napravlenie [3D printing as a new scientific and technical direction]. Scientific research. 2015. no. 1. pp. 146-154. (in Russian).
  21. Gibson Ya., Rosen D., Stocker B. Tekhnologii additivnogo proizvodstva. Trekhmernaia pechat', bystroe prototipirovanie i priamoe tsifrovoe proizvodstvo [Additive manufacturing technologies. Three-dimensional printing, rapid prototyping and direct digital production]. Moscow, TECHNOSPHERE. 2016. 656 p. (in Russian).
  22. Bikas H., Stavropoulos P., Chryssolouris G. Additive Manufacturing methods and modeling approaches: a critical review // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. vol. 83. pp. 389-405. doi: 10.1007/s00170-015-7576-2.
  23. Rynok tekhnologii 3D-pechati v Rossii i mire: perspektivy vnedreniia additivnykh tekhnologii v proizvodstvo [3D printing technology market in Russia and the world: prospects for the introduction of additive technologies into production]. Available at: https://delprof.ru/upload/iblock/ced/DelProf_Analitika_Rynok-3D_pechati.pdf. (accessed 20.10.2023). (in Russian).
  24. Balashov, A.V., Markova M. I. Issledovanie struktury i svoistv izdelii, poluchennykh 3D-pechat'iu [Investigation of the structure and properties of products obtained by 3D printing]. Engineering Bulletin of the Don. 2019. no. 1. 66 p. (in Russian).
  25. Petrov V.M., Bezpalchuk S.N., Yakovlev S.P. On the influence of structure on the strength of plastic products obtained by 3D printing [O vliianii struktury na prochnost' izdelii iz plastikov, poluchaemykh metodom 3D-pechati]. Bulletin of the Admiral S.O. Makarov State University of the Sea and River Fleet. 2017. vol. 9. no. 4. pp. 765-776. (in Russian). doi: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-765-776.
  26. Matsuzaki R., Ueda M., Namiki M., Jeong T.K. et al. Three-dimensional printing of continuous-fiber composites by in-nozzle impregnation. Sci Rep., 2016. doi: 10.1038/srep23058.
  27. Ning, F., Cong, W., Qiu, J., Wei, J., & Wang, S. Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling. Composites Part B-engineering. 2015. 80. pp. 369-378.
  28. Invernizzi M., Natale G., Levi M., Turri S., Griffini G. UV-Assisted 3D Printing of Glass and Carbon Fiber-Reinforced Dual-Cure Polymer Composites. Materials. 2016. no. 9. 583 p. doi: 10.3390/ma9070583.
  29. Polyzos E., Katalagarianakis A., Van Hemelrijck D., Pyl l., Polyzos D. A. Multi Scale Analytical Methodology for the Prediction of Mechanical Properties of 3D-printed Materials with continouos Fibres. Additive Manufacturing. 2020. Vol. 36. 101394 p. doi: 10.1016/j.addma.2020.101394.
  30. Wang F., Wang G., Zhang Z., Ning F. Fiber-matrix Impregnation Behavior During Additive Manufacturing of continouos Carbon Fiber reinforced Polylactic Acid Composites. Additive Manufacturing. 2021. Vol. 37. 101661 p. doi: 10.1016/j.addma.2020.101661.
  31. Kuleznev V.S., Shershnev. A.S. Khimicheskaia i fizicheskaia modifikatsiia polimerov [Chemical and physical modification of polymers]. Moscow, Chemistry. 1990. 207 p. (in Russian).
  32. Studentsov V.N. Fizicheskaia modifikatsiia armirovannykh reaktoplastov [Physical modification of reinforced reactoplasts], Vestnik Saratov State Technical University. 2011. no. 4. iss. 3. 243 p. (in Russian).
  33. Negrov D. A. Vliianie energii ul'trazvukovykh kolebanii na strukturu i svoi¬stva polimernogo kompozitsionnogo materiala na osnove politetraftoretilena [The influence of the energy of ultrasonic vibrations on the structure and properties of a polymer composite material based on polytetrafluoroethylene]. dis. cand. tech. n.: 05.02.01 [dis. kand.tekh.n.: 05.02.01]. Omsk. 2009. 123 p. (in Russian).
  34. Lionetto, F., Dell’Anna, R., Montagna, F., and Maffezzoli, A. Ultrasonic Assisted Consolidation of Commingled Thermoplastic/Glass Fiber Rovings. Front. Mater. 2015. vol. 2. 32 p. doi: 10.3389/fmats.2015.00032.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).