Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка методики ускоренных климатических испытаний материалов на примере полипропиленовых расширительных бачков 6520-1311010

Работа №39782

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

технология конструкционных материалов

Объем работы131
Год сдачи2019
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
188
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
1. Анализ предметной области 6
1.1. Влияние основных факторов, ответственных за старение 6
1.2. Влияние радиации на свойства полипропилена 15
1.2.1. Методы повышения радиационной стойкости полипропилена 20
1.2.2. Стабилизация полипропилена 22
1.3. Влияние условий переработки на свойства полипропилена 27
1.4. Анализ проблем полимеров в автомобилестроении, связанных со старением 37
1.5. Анализ конструкции расширительных бачков 41
1.6. Анализ условия эксплуатации, выявление основных факторов и их
энергетического значения, ответственных за старение и разрушение бачков 43
1.6.1. Механизм старения и разрушения материала бачков от воздействия УФ - радиации солнца 43
1.6.2. Механизм старения и разрушения материала бачков от воздействия температур 46
1.6.3. Механизм старения и разрушения материала бачков от воздействия влаги 47
1.6.4. Механизм старения и разрушения материала бачков в напряженно-деформированном состоянии 47
1.7. Оборудование для проведения ускоренных климатических
испытаний 49
2. Материалы и методы исследования 58
2.1. Исследуемые материалы 58
2.1.1. Характеристика основного материала 58
2.1.2. Характеристика применяемой охлаждающей жидкости 63
2.2. Методы исследований 65
2.2.1. Методы УКИ по ГОСТ 65
2.2.2. Методы контроля и испытаний 75
2.3. Статистическая обработка данных 97
3. Разработка методики ускоренных климатических испытаний материалов на примере полипропиленовых расширительных
бачков 6520-1311010 99
3.1. Разработка карты условий эксплуатации бачков 99
3.2. Трансформация энергетических значений, факторов ответственных за старение и разрушение бачков, в адекватные лабораторные режимы УКИ 103
3.3. Разработка режимов УКИ бачков 106
3.4. Требования к аппаратурному комплексу и образцам 106
3.5. Проведение УКИ ПП бачков и оценка результатов 107
Заключение 125
Список литературы 126



Актуальность работы. Основным классом материалов, способным удовлетворить такие жесткие требования, как обеспечение минимальной массы конструкции, максимальной жесткости, прочности, надежности и долговечности при работе в тяжелых условиях нагружения, в том числе при высоких температурах и в агрессивных средах, являются композиционные материалы. К отраслям, активно использующим композиционные материалы и являющимися заказчиками для разработки и производства новых материалов и изделий из них, относятся медицина, авиация, космонавтика, автомобилестроение.
В настоящее время на изготовление одного автомобиля применяется около 460 кг пластмассовых деталей, что в переводе в процентное соотношение составляет 3-4 % от общего веса автомобиля. Ниже представлена диаграмма, которая показывает распределение используемых материалов по массе. Наибольший объём применения приходится на такие виды пластмасс как ПУ и ППУ, ПП, SMC.
Из литературных источников известно, что зачастую полимерные материалы подвергаются старению. На старение материалов влияют внутренние факторы: внутренние напряжения, фазовые переходы, микроструктурные трансформации, изменения химического состава, которые в основном связаны с исходным сырьем и технологией переработки пластмасс, а также значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как: изменения температуры, изменения влажности, изменения концентрации кислорода, видимое, ультрафиолетовое или ионизирующее излучения, химическое воздействие. Причем данные факторы зачастую воздействуют на материал одновременно.
Многими научными деятелями, посвятившими себя исследованию старения полимеров, установлена следующая трудность: существует большое количество производителей оборудования ускоренных климатических испытаний, но нет единого стандарта. В России используются всего лишь две методики: ГОСТ 9.707-81 Методы ускоренных климатических испытаний полимерных материалов и ГОСТ 9.401-91 Методы ускоренных климатических испытаний на лакокрасочные покрытия. Но так как эти ГОСТы разрабатывались ещё в середине 80-90 годов, они являются устаревшими с учетом появления новых знаний о материалах, которые могут противоречить друг другу. Вследствие этого появилась необходимость разработки методики ускоренных климатических испытаний и её адаптация к материалам, применяемым на ПАО «КАМАЗ».
Цель работы.Повышение эксплуатационных свойств неметаллических изделий и материалов за счет разработки методики ускоренных климатических испытаний материалов на примере полипропиленовых бачков расширительных типа 6520-1311010.
Задачи для реализации поставленной цели:
1. Анализ предметной области.
2. Анализ материалов и методов исследования.
3. Разработка методики ускоренных климатических испытаний материалов.
Научная новизна. Разработана методика ускоренных климатических испытаний материалов, учитывающая реальные условия эксплуатации изделия.
Практическая значимость работы. На основе теоретических знаний о материалах и проведенных научных исследований разработана единая методика ускоренных климатических испытаний полимеров.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на VIII Международной научно-технической конференции «Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и материалы - 2017 год» (МНТК «ИМТОМ-2017», г. Казань); Всероссийской научно-практической конференции «X Камские чтения» (г. Набережные Челны, 2018 г); Международной конференции «Полиэфирные и эпоксидные смолы 2018 г» (IN- VENTRA (CREON), отель «Балчуг Кемпински», г. Москва);Международной конференции «Полимеры в автомобилестроении 2019 г» (INVENTRA (CRE- ON), отель «Балчуг Кемпински», г. Москва).

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


В результате выполненной выпускной квалификационной работы:
1. Проведен анализ условий эксплуатации бачков расширительных типа 6520-1311010 , выявлены основные факторы и их энергетические значения, ответственные за старение и разрушение бачков;
2. Разработана карта условий эксплуатации полипропиленовых расширительных бачков 6520-1311010;
3. Определены математические модели трансформации энергетических значений, факторов ответственных за старение и разрушение бачков, в адекватные лабораторные режимы УКИ;
4. Разработана методика ускоренных климатических испытаний материалов бачков расширительных типа 6520-1311010 (для климатических зон Индии и Венесуэлы);
5. Выработаны требования к аппаратурному комплексу и образцам для проведения ускоренных климатических испытаний расширительных бачков;
6. Проведены ускоренные климатические испытания полипропиленовых расширительных бачков 6520-1311010 и дана оценка их результатов.



1. BINDERGmbH. Искусственное старение. Прогноз поведения материала. [Du- rabilityofPlastics], Vol. 1, firstedition.Munich: CarlHanserVerlag, 2007 - p 16.
2. Интернет источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Остаточные напряжения - (Дата обращения 06.09.2018 г.)
3. Интернет источник: https://allrefrs.ru/3-31423.html/ Физические и фазовые состояния и переходы- (Дата обращения 06.09.2018 г.)
4. Интернет источник: https://znaytovar.ru/new843.html/ Структура полимеров- (Дата обращения 06.09.2018 г.)
5. Интернет источник: https://studopedya.ru/1-n2037.html/ Химическая модификация полимеров- (Дата обращения 06.09.2018 г.)
6. Интернет источник: https://infopedia.su/17x10f5b.html/ Термическое старение- (Дата обращения 06.09.2018 г.)
7. Интернет источник: https://mplast.by/encyklopedia/ozonnoe-starenie-
polimernyih-materialov/ Озонное старение полимеров-(Дата обращения 08.09.2018 г.)
8. Интернет источник: https://infopedia.su/17x10f5b.html/ Световое старение- (Дата обращения 08.09.2018 г.)
9. Рахматуллина Э.Р. Радиационностойкий полипропилен для нетканых материалов медицинского назначения // ФГБОУ ВО «КНИТУ»: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, г. Казань, 2019 г.-162
с.
10. Химические реакции полимеров: учеб.пособие / С.Я. Карасева,
В.С.Саркисова, Ю.А.Дружинина. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2012.125с.
11. Интернет источник: http://profbeckman.narod.ru/RR0.htm/ И.Н. Бекман Радиоактивность и радиация (дата обращения - 11.10.2018 г.)
12. Gamma-irradiation induced property modification of polypropylene.
A. AdurafimihanAbiona and A.GabrielOsinkolu Materials Science and Electronic
Division Centre for Energy Research and Development, Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, Nigeria. Accepted 28 January, 2010
13. YCTyan, et al. The study of the sterilization effect of gamma ray irradiation of immobilized collagen polypropylene nonwoven fabric surfaces. // J Biomed Mater Res A. - V.67, №3, 2003. - P.1033-1043
14. Интернет источник: http//www.engr.utk.edu/mse/Textiles/Spunlace.htm/ Huang H., Xiao Ga. 2004. Spunlace (hydroentanglement)^aTa обращения - 01.02.2019 г.).
15. Интернет источник: http://medinfo.dp.ua/_stat/s207.htm/ Двобни, А.М., Уваров, В.Л. Промышленная стерилизация газовым методом (Дата обращения - 01.02.2019 г.).
16. Hermanson N.J. Physical and visual property changes in thermoplastic resins after exposure to high energy sterilization - Gamma vs. electron beam /
N.J.Hermanson, J.F. Steffens. - May, 1993. - Р.250.
17. Polypropylene nanogel: «Myth or reality» W.L. Oliania,n, D.F. Parra a, H.G. Riella b, L.F.C.P. Lima a, A.B. Lugao a Radiation Physics and Chemistry 81, 2012. - Р.1460- 1464.
18. Полимерные соединения и их применение: Учебное пособие / Л.А. Мак- санова, О.Ж. Аюрова.-Улан-Удэ: изд.ВСГТУ, 2004. - 178с.
19. Рэнби Б., Рабек Я., Фотодеструкция, фотоокисление, фотостабилизация полимеров, пер. с англ., М., 1978. - с.676
20. Троицкий Б.Б., Троицкая Л.С. Термический распад и стабилизация поливинилхлорида // Успехи химии, Т. LIV, вып. 8. 1985. - c.1287-1311
21. Ленуар И., в кн.: Химия синтетических красителей, под ред. К. Венката- рамана, пер. с англ., Т.5, Л.: Химия, 1977. - С. 274-427
22. Краткая химическая энциклопедия: В 5 т.: т.4: Пирометаллургия-С / Ред- кол.: Кнунянц И. Л. (отв. ред. ) и др. - М.: Сов.энцикл., 1965. - 1182 с.
23. Sarma K.S. Electron beam technology in industrial radiation processing // Industrial Radiation Processing, IANCAS Bulletin IV. No2. 2005. —P. 128-134
24. Куксенко Е.С.Повышение стойкости полипропилена к термоокислительной деструкции: диссертация кандидата химических наук: 05.17.06. Москва, 2005 - 124 с.
25. Интернет источник: https://mydocx.ru/9-92505.html/ Общие понятия и методы модификации полимеров (Дата обращения - 09.03.2019 г.).
26. Тин МаунгТве. Модифицированные материалы на основе полипропилена с улучшенной стойкостью к термоокислительной деструкции: диссертация кандидата химических наук: 05.17.06, 02.00.04. Москва, 2007 - 110 c.
27. Radiation resistant polypropylene useful in medical applications: пат. EP 1692241 A2.EP20040812806, заявл.02.12.2003; опубл.23.08.2004. 24с.
100. Radiation resistant polypropylene resins: пат. US 5376716 A. US 07/937,563, заявл.31.08.1992; опубл.27.12.1994.5 с.
28. Интернет источник: http://www.bstu.ru/shared/attachments/115102#2/ Коррозия - (Дата обращения - 09.03.2019 г.).
29. Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций Учебное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1988. — 392 с.
30. Прокопчук Н.Р, Крутько Э.Т. Химия и технология пленкообразующих веществ Учебное пособие для студентов вузов. Мн.: БГТУ, 2004. 423 с.
31. Кулезнев В.Н. (ред.) Основы физики и химии полимеров.Москва, Высшая школа, 1977. - 248с.
32. Бурмистров В.А. Поливинилхлоридные композиции: учебное пособие /
В.А. Бурмистров, С.И. Пахомов, И.П. Трифонова. — Электрон.дан. — Иваново : ИГХТУ, 2010. — 104 с.
33. Zaharescu T, The Control of Thermal and Radiation Stability of Polypropylene Containing Calcium Carbonate Nanoparticles / T. Zaharescu, S. Jipa, W. Kappel, P. Supaphol // Macromol. Sympоsia. - 2006, Volume 242. - P. 319-324.
34. Скрепляемое термопластичное полимерное волокно и нетканый материал, выполненный из него: пат.2149931, Рос. Федерация: МПК D01F6/46, D04H1/54, B32B5/26 / Кобыливкер Петр Михайлович (US); Офосу Симон
Квэйм (US); ШауверСьюзанЭлэйн (US); Лэнс Роджер Линвуд (US); заявитель
128
кимберликларкуорлдвайд, Инк. (US); заявка № 97104475/04; заявл. 28.07.95; опубл. 27.05.2000.
35. Ахметханов Р.Р. Сера как стабилизатор полимеров винилхлорида. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. — Уфа, БГУ, 2007. — 131 с.
36. Уоллинг Ч. Свободные радикалы в растворе — М.: Иностранная литература, 1960. — 534 с.
37. Интернет источник: https://www.postavshhiki.ru/katalog-tovarov/48-
plastmassy-optom/13536-polipropilen-balen-pp-02015/ Полипропилен БАЛЕН (Дата обращения - 09.04.2019 г.)
38. Интернет источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/36366438/ Бачок расширительный (Дата обращения - 09.04.2019 г.)
39. Белинский В.А. Ультрафиолетовая радиация Солнца и неба /В.А.Белинский. - М.: МГУ.- 1968. - 228с.
40. Галкин Н.Ф. Лучистая энергия и её гигиеническое значение /Н.Ф.Галкин. - Л.: Медицина.-1969. - 182с.
41. Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях / Н.Н. Павлов. -М.:Химия, 1982. - 223 с.
42. Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла. Пер. с немец.под ред. дхн Б.М. Коварской, Л., "Химия", 1972. - 544 с.
43. Ренби Б. Фотодеструкция, фотоокисление, фотостабилизация полимеров / Б.Ренби, Я. Рабек. - М.: Мир, 1978. - 676 с.
44. Максимов Р.Д. Влияние температуры и влажности на ползучесть полимерных материалов / Р.Д.Максимов, Е.А.Соколов, В.П.Мочалов // Механика полимеров. - 1975. -№3. -С.393-399; №6. - с.976-982.
45. Бартенев Г.М. Физика полимеров / Г.М.Бартенев, С.Я.Френкель. - Л.:Химия. 1990. - 432 с.
46. Регель В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В.Р.Регель,
А.И.Слуцкер, Э.К.Томашевский. - М.: Наука, 1974. - 650 с.
47. Интернет источник: https://chem21.info/info/457800/KceHOTecT (Дата обращения - 09.04.2019 г.).
48. Интернет источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/156253/ABTOKnaB (Дата обращения - 09.04.2019 г.).
49. Интернет источник: http://td-str.ru/file.aspx?id=1378/ Машины испытательные универсальные (Дата обращения - 09.04.2019 г.).
50. Интернет источник: http://www.microscopytools.ru/oborudovanie/programm noe-obespechenie.htmlПрогрaммноe обеспечение (Дата обращения -
10.04.2019 г.).
51. Интернет источник: http://www.iscras.ru/ru/structure/deviceckp/termomikrov esy-tg-209-f1-iris/ТeрмомикровecыNG 209 F1 Iris (Дата обращения -
10.04.2019 г.).
52. Интернет источник: http: //granate.ru/differ_skanir_kalorimetr_dsc 1 .html/ Дифференциальный сканирующий калориметр DSC 1 (Дата обращения -
10.04.2019 г.).
53. Интернет источник: http://laser.spbu.ru/projects-ms/furye-rus.html/ Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (Дата обращения -
10.04.2019 г.).
54. Интернет источник: http://www.polymerbranch.com/catalogp/view/3/349.htm l/ Описание и марки полимеров-Полипропилен (Дата обращения - 10.04.2019 г.).
55. АО «Пластполимер». ТУ 2211-020-00203521-96 БАЛЕН (полипропилен и сополимеры пропилена)/ Технические условия - С.-Петербург, зарегестриро- ван и внесен в реестр учетной регистрации № 01/004645 от 18.03.97, дата введение 20.03.97 г.
56. НПП «Арктон». ТУ 2422-002-26759308-95 Жидкости охлаждающие низкозамерзающие «ТОСОЛ - А40М», «ТОСОЛ - АМ»/ Технические условия - ГКС РТ, зарегестрирован и внесен в реестр учетной регистрации № 01- 02/1811 от 13.09.95, дата введения 20.09.95 г.
57. Х.Н.Фидлер, В.Д.Гойхман, Д.В.Замбахидзе, О.А.Хачатурова; А.Г.Попов, Т.П.Смехунова, А.М.Грищенко, И.Я.Гунин; Л.П.Котова; О.Н.Якунина. ГОСТ 9.707-81 ЕСЗКС. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение/ Государственный стандарт - Гос. Комитет СССР, утвержден и введен в действие № 5664 от 25.12.81 г.
58. ГОСТ 9.707-81 ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов/ Государственный стандарт - Гос. Комитет СССР, утвержден и введен в действие № 335 от 29.03.91 г.
59. Интернет источник: https://chem21.info/info/1612813/ Спектры поглощения (Дата обращения - 06.05.2019 г.).
60. Грэлльманн В., Зайдлер С. Испытания пластмасс / Пер. с англ. под ред.
А.Я. Малкина - СПб.: ЦОП «Профессия», 2010. - 720 с.
61. Интернет источник:
http://nano.msu.ru/files/master/I/materials/mechanical_properties/ Основы физик и полимерных КМ (Дата обращения -06.05.2019 г.).
62. Интернет источник: https://vunivere.ru/work72101/ ДСК (Дата обращения -
08.05.2019 г.).
63. Данилов А.М. Теория вероятностей и математическая статистика / А.М. Данилов, А.А. Данилов// учебное пособие. - Пенза: Пензенский гос. архит.- строит. ин-т. 1996. - 168 с.
64. ГОСТ 24482-80 Макроклиматические районы земного шара с тропическим климатом. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ