Эксπир
Регистрация / Вход

Моделирование и оптимизация термомеханических процессов в технологиях создания и переработки полимеров с учетом явлений полимеризации, кристаллизации и стеклования

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Соисполнители

Организация
ИМСС УрО РАН

Этапы проекта

1
09.03.2007 - 05.07.2007
Выполнен патентный поиск по тематике исследования. Для кристаллизующейся или стеклующейся среды сформулированы системы гипотез, на основе которых предложен оригинальный подход к построению определяющих соотношений термовязкоупругости отверждающегося вязкоупругого материала. Выполнен термодинамический анализ построенных физических соотношений. Разработана система экспериментов для идентификации материальных функций и констант предложенных определяющих соотношений.
Разработана методика проведения и обработки результатов калориметрических и термомеханических исследований экспериментальных образцов полимерных материалов с целью определения параметров соответствующих термокинетических и термомеханических уравнений. Изготовлены экспериментальные образцы из эпоксидной смолы, полиметилметакрилата, полиэтилена низкого давления.
Даны постановки с использованием предложенных определяющих соотношений новых прикладных краевых задач технологической механики кристаллизующихся и стеклующихся вязкоупругих сред. Предложен и реализован вариант идентификации материальных функций и констант предложенных определяющих соотношений для композиционного материала.
Создан модуль численного прогнозирования эффективных характеристик вязкоупругих волокнистых композиционных материалов на основе известных свойств волокон и установленных закономерностей поведения полимерных связующих.
Развернуть
2
06.07.2007 - 31.10.2007
2. Работы, выполненные на отчетном этапе:
­ разработаны вычислительные процедуры и выполнена программная реализация алгоритмов численного анализа эволюции напряженного состояния в реальных технологических процессах изготовления полимерных и композиционных материалов и конструкций;
­ проведены экспериментальные исследования технологических напряжений и деформаций в условиях протекания технологических процессов изготовления полимерных изделий;
­ оформление результатов проекта в виде комплексной методики анализа технологических напряжений и деформаций, возникающих при изготовлении элементов конструкций из полимерных и композиционных материалов, анализа их влияния на эксплуатационные качества изделий и выбора на основе этого рациональных технологических режимов и условий эксплуатации.

3. Результаты:
­ Дано описание вычислительных процедур и программной реализации алгоритмов численного анализа эволюции напряженного состояния в реальных технологических процессах изготовления полимерных и композиционных материалов и конструкций. Разработаны процедуры численного решения теплокинетической задачи для кристаллизующегося полимерного материал и численного решения краевой задачи по определению напряженно-деформированного состояния кристаллизующегося полимерного материала. Предложена методика учета зависимости вязкоупругих свойств полимера от температуры при численной реализации механической задач. Описаны вычислительные процедуры анализа эволюции напряженного состояния в реальных технологических процессах изготовления конструкций, сопровождающихся стеклованием материала.
­ Исследованы напряжения и деформация в условиях протекания технологического процесса изготовления круглой пластины из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и в кристаллизующейся пластине из поликапроамида. Экспериментально изучены закономерности формирования полей остаточных напряжений в крупногабаритных эпоксидных цилиндрах с применением метода разрезки колец и поляризационно-оптического метода.
­ Описаны методики анализа технологических напряжений и деформаций, возникающих при изготовлении элементов конструкций из полимерных материалов, анализа их влияния на эксплуатационные качества изделий: методика анализа технологических напряжений и деформаций, возникающих при изготовлении труб из ПЭНД; методика анализа технологических напряжений и деформаций, возникающих при изготовлении неразъемного соединения стальной и полиэтиленовой труб; методика анализа эволюции технологических напряжений в композиционной панели с сотовым заполнителем; методика исследования остаточного НДС многослойного композиционного маховика. Предложены методики регулирования остаточных напряжений в изделиях из стеклующихся полимеров дополнительным силовым и кинематическим воздействием.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ"
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136