Для чего нужны технологические расчеты, каким образом и с какой целью они производятся. Специфика разработки и расчета изделий из композитных материалов.
Специфика композитов
Широкое внедрение КМ позволило значительно изменить и обогатить разнообразие всевозможных конструкторских решений. Композиты заслуженно считают материалами будущего, поскольку объединяют в себе немало полезных и перспективных качеств. Кроме того, композиты позволяют сформировать уникальное техническое решение для каждой конкретной разработки.
Цель расчетов – это теоретическая проверка прочности, жесткости изделий, поведения материала, изделия, конструкции в услових эксплуатации, а также изучение влияния структуры на механические свойства композиционных материалов
Основы конструирования и расчета изделий из комопзиционных материалов базируются, прежде всего, на оссобенностях композиционных материалов, обусловленных их структурой (анизотропной, квазиизотропной, ортотропной и т.д). При этом проводится прогнозирование упругих свойств композиционных материалов, расчет материалов и изделий на прочность и жесткость. Особое внимание необходимо уделять особенностям конструирования и расчета изделий, типов соединений из волокнистых композитов, обладающихсущественной анизотропией свойств. Именно в таких изделиях наиболее ярко проявляется специфика КМ как конструкционных материалов.
Тип связующего и наполнителя, расположение наполнителя в материале изделия обусловливают механические и другие свойства КМ, а следовательно, и характеристики изделия. В связи с этим проблема проектирования изделий из КМ с учетом особенностей структуры данного класса конструкционных материалов и оптимизации структуры применительно к назначению и геометрии изделия является ключевой при разработке конструкций с использованием КМ, и от ее успешного решения зависит эффективность применения КМ. Возможность выборакомопнентов применительно к конкретному изделиюи управления структурой КМ в широком диапазоне является принципиальным отличием от процесса проектирования изделий из традиционных материалов.
Конструкция изделия и требуемый тип структуры в значительной мере определяют выбор метода изготовления. В зависимости от способа закрепления и приложения нагрузки изделия могут работать на растяжение, сжатие, изгиб, кручение или имеют сложный тип нагружения. Тип нагружения в существенной мере определяет конструкцию изделия, осоенности структуры КМ и метод расчета на жесткость и прочность. При расчете Важно использовать лишь те показатели, с помощью которых возможно получить максимально корректное описание свойств композиционного материала и которые опираются на большое число экспериментальных данных. В этой связи следует придавать особое значение формированию математической модели в ходе прочностного расчета изделия. Грамотно смоделированная модель позволит получить качественный расчет прочности и жесткости изделия из КМ.
Показатели качества изделий
. Показатели качества определяют технический уровень изделия, подлежащего разработке и изготовлению. Сопоставление показателей с некоторыми базовыми значениями позволяет оценить уровень качества данного изделия. Таким образом, качество изделия — совокупность свойств, обусловливающих пригодность изделия удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением
К показателям качества относятся показатели назначения, показатели надежности, безопасности, технологичности, транспортабельности, унификации, эргономические, эстетические, экологические, патентно-правовые.
Перечень, значения, допускаемые отклонения и способ контроля показателей качества определяются техническим заданием на разработку изделия и обеспечиваются выбором компонентов материала и заготовок, формы и размеров изделия, технологии и параметров процесса формообразования, отработкой конструкции изделия на технологичность. В зависимости от числа одновременно оцениваемых свойств продукции различают и комплексные показатели качества. Отношение суммарного полезного эффекта от данного вида продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию называют интегральным показателем качества.
Показатели качества и их совокупность должны быть необходимыми и достаточными для объективной оценки и обеспечения качества изделия. Они должны соответствовать международным стандартам в области качества данного вида изделий, быть измеримыми (допускать количественную оценку), управляемыми (допускать изменения в процессе производства) и эффективными (обеспечивать минимум затрат на контроль и управляющие воздействия).