Efficiency upgrading of composite material product production preparation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents the ways to improve the utilization efficiency of the composites, which are proposed to replace conventional construction materials in engineering, where is possible. Software for composite material product production preparation stages of development, which include: the development of methods of forming composites database, multi-criteria analysis methods and rational choice of the composite material varied according to the compatibility of the parameters are revealed. The collecting and analysis of algorithms, the choice of the composite tool is presented. The formation of the base composition of composite materials is suggested. A software module for creation of the given composites database, the principle of software module work is presented. The software module introduces data on the form, and the designation of the brand of composite materials, its physical and mechanical properties, manufacturer, cost and image. The need in composite data structuring and organizing, analysis and synthesized decision solution of the rational composite material choice is noted. The algorithm which is based on the method of multi-criteria analysis and rational object selection is depicted. A program product for the rational choice of materials by its composition parameters (density, tensile strength: tensile, compressive, bending modulus, cost, thermal conductivity, etc.) under conditions of actual production with selection composites priority indicators and composites search by limiting the maximum number of values of the properties of composites is presented. The findings of research that reflect the spirit and scope of the performed work are described. The prospects for further implementation of the research results are reflected.

About the authors

D. V Lobanov

Bratsk State University

Email: mf_nauka@brstu.ru
40, Makarenko str., Bratsk, 665709, Russian Federation

D. A Rychkov

Bratsk State University

Email: dielektrik84@mail.ru
40, Makarenko str., Bratsk, 665709, Russian Federation

S. A Sidorenko

Bratsk State University

Email: serzh_sidorenko_1993@mail.ru
40, Makarenko str., Bratsk, 665709, Russian Federation

References

  1. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учебное пособие / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин, Ю.А. Горбаткина, В.К. Крыжановский, А.М. Куперман, И.Д. Симонов-Емельянов, В.И. Халнулин, В.А. Бунаков; под ред. А.А. Берлина. - CПб.: Профессия, 2008. - 560 с. - ISBN 978-5-93913-130-8.
  2. Composite materials based on wastes of flat glass processing / A.V. Gorokhovsky, J.I. Escalante-Garcia, G.Yu. Gashnikova, L.P. Nikulina, S.E. Artemenko // Waste Management. - 2005. - Vol. 25, iss. 7. - P. 733-736. - doi: 10.1016/j.wasman.2004.11.007.
  3. Chung D.D.L. Composite materials: functional materials for modern technologies. - 2nd ed. - London: Springer-Verlag, 2004. - 293 p. - ISBN 978-1-4471-3734-0. - doi: 10.1007/978-1-4471-3732-0.
  4. Марков А.М. Технологические особенности механической обработки деталей из композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2014. - № 7 (37). - С. 3-8.
  5. Мордвин М.А., Якимов С.В., Баклушин С.М. Рекомендации по механической обработке композиционных материалов // Вестник ИжГТУ им. М.Т. Калашникова. - 2010. - № 2. - С. 26-29.
  6. Pascual M.J., Duran A., Pascual L. Sintering behaviour of composite materials borosilicate glass-zro2 fibre composite materials // Journal of the European Ceramic Society. - 2002. - Vol. 22, iss. 9-10. - P. 1513-1524. - doi: 10.1016/S0955-2219(01)00479-4.
  7. Nano-ag: polymeric composite material for ultrafast photonic crystal all-optical switching / X. Hu, P. Jiang, Ch. Xin, H. Yang, Q. Gong // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 94, iss. 3. - P. 031103. - doi: 10.1063/1.3073712.
  8. Доц М.В., Марков А.М. Автоматизация проектирования токарной обработки композиционных материалов // Инновации в машиностроении: сборник трудов 2-ой Международной научно-практической конференции / под ред. В.Ю. Блюменштейна. - Кемерово, 2011. - С. 112-115.
  9. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю. Повышение поверхностной микротвердости стали при интеграции поверхностно-термической и финишной механической обработок // Научный вестник НГТУ. - 2006. - № 3 (24). - С. 187-192.
  10. Скиба В.Ю. Повышение эффективности технологического процесса обработки деталей машин, при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ: дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Новосибирский государственный технический университет. - Новосибирск, 2008. - 257 с.
  11. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Пушнин В.Н. Методика назначения режимов обработки при совмещении операций абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2011. - № 4. - С. 19-25.
  12. Perspective of high energy heating implementation for steel surface saturation with carbon / N. Plotnikova, A. Losinskaya, V. Skeeba, E. Nikitenko // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 698. - P. 351-354. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.698.351' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.698.351.
  13. Skeeba V., Pushnin V., Kornev D. Quality improvement of wear-resistant coatings in plasma spraying integrated with high-energy heating by high frequency currents // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 788. - P. 88-94. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.788.88' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.788.88.
  14. Структура износостойких плазменных покрытий после высокоэнергетического воздействия ТВЧ / Ю.С. Чёсов, Е.А. Зверев, В.В. Иванцивский, В.Ю. Скиба, Н.В. Плотникова, Д.В. Лобанов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 4 (65). - С. 11-18.
  15. Integrated processing: quality assurance procedure of the surface layer of machine parts during the manufacturing step "Diamond Smoothing" / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, D.V. Lobanov, A.K. Zhigulev, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - Vol. 125. - P. 012031. - doi: 10.1088/1757-899X/125/1/012031.
  16. The features of steel surface hardening with high energy heating by high frequency currents and shower cooling / V.V. Ivancivsky, V.Y. Skeeba, I.A. Bataev, D.V. Lobanov, N.V. Martyushev, O.V. Sakha, I.V. Khlebova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016. - Vol. 156. - P. 012025. - doi: 10.1088/1757-899X/156/1/012025.
  17. Hybrid processing: the impact of mechanical and surface thermal treatment integration onto the machine parts quality / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, A.V. Kutyshkin, K.A. Parts // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016. - Vol. 126. - P. 012016. - doi: 10.1088/1757-899X/126/1/012016.
  18. Acoustic analysis of composite soft materials, II characterization of composite materials containing glass beads / M. Maebayashi, S. Otsuka, T. Matsuoka, S. Koda // Japanese Journal of Applied Physics. - 2003. - Vol. 42, N 5B. - P. 2939-2943.
  19. Evaluation of influence of interphase material parameters on effective material properties of three phase composites / S. Kari, H. Berger, U. Gabbert, R. Guinovart-Diaz, J. Bravo-Castillero, R. Rodriguez-Ramos // Composites Science and Technology. - 2008. - Vol. 68, N 3-4. - P. 684-691. - doi: 10.1016/j.compscitech.2007.09.009.
  20. Ярославцев В.М. Технологические решения проблем обработки ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов // Вестник МГТУ. Серия «Машиностроение». - 2005. - № S2. - С. 41-62.
  21. Рудых О.Л., Меламед Э.Ш. Основы систем автоматизированного проектирования строительных конструкций. Ч. 2. Виды обеспечений САПР (программно-аппаратные средства): учебное пособие. - Хабаровск: ДВГУПС, 1998. - 157 с.
  22. Steady-state and transient-state optical properties of a charge-transfer composite material MO-PPV/SWNTs / S. Chu, W. Yi, S. Wang, F. Li, W. Feng, Q. Gong // Chemical Physics Letters. - 2008. - Vol. 451, iss. 1-3. - P. 116-120. - doi: 10.1016/j.cplett.2007.11.087.
  23. Nano-porous SI/C composites for anode material of lithium-ion batteries / Y. Zheng, J. Yang, J. Wang, Y. NuLi // Electrochimica Acta. - 2007. - Vol. 52, iss. 19. - P. 5863-5867. - doi: 10.1016/j.electacta.2007.03.013.
  24. Sliding wear behavior of copper-graphite composite material for use in maglev transportation system / X.C. Ma, G.Q. He, D.H. He, C.S. Chen, Z.F. Hu // Wear. - 2008. - Vol. 265, iss. 7-8. - P. 1087-1092. - doi: 10.1016/j.wear.2008.02.015.
  25. Li J.L., Xiong D.S. Tribological properties of nickel-based self-lubricating composite at elevated temperature and counterface material selection // Wear. - 2008. - Vol. 265, iss. 3-4. - P. 533-539. - doi: 10.1016/j.wear.2007.09.005.
  26. Synthesis and electronic behaviors of Ce0.5Hf0.5O2/Carbon clusters composite material / H. Miyazaki, H. Matsui, H. Kitakaze, S. Karuppuchamy, S. Ito, M. Yoshihara // Materials Chemistry and Physics. - 2009. - Vol. 113, iss. 1. - P. 21-25. - doi: 10.1016/j.matchemphys.2008.08.087.
  27. Методика выбора композиционных материалов взамен общепринятых конструкционных / Д.В. Лобанов, С.А. Сидоренко, Д.А. Ющенко, А.В. Большешапова // Современные материалы, техника и технология: материалы 4-й Международной научно-практической конференции (25-26 декабря 2014 года). - Курск, 2014. - С. 255-261.
  28. Анализ и рациональный выбор полимерных композиционных материалов для изделий по их физико-механическим свойствам / Д.В. Лобанов, С.А. Сидоренко, Д.А. Ющенко, А.В. Большешапова // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2015. - № 2. - С. 206-213.
  29. Сидоренко С.А., Лобанов Д.В., Рычков Д.А. Программный продукт для автоматизации выбора рационального композиционного материала // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2016. - № 3. - С. 30-36.
  30. Формирование базы данных композиционных материалов (DBCM v. 1.0): свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2016611925 / А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, С.А. Сидоренко, Д.А. Рычков. - Заявка № 2015662595; заявл. 18.12.2015; зарег. 15.02.2016.
  31. Выбор композиционного материала (SCM v. 1.0): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016616679 / А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, С.А. Сидоренко, Д.А. Рычков. - Заявка № 2016611730; заявл. 03.03.2016; зарег. 16.06.2016.
  32. Yanyushkin A.S., Rychkov D.A., Lobanov D.V. Rationalization of polymer composite materials processing by improving production efficiency // Procedia Engineering. - 2016. - Vol. 150. - P. 942-947. - doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.067.
  33. Stability and process of destruction of compressed plate of layered composite materials with defects / L.A. Bokhoeva, V.E. Rogov, A.S. Chermoshentseva, D.V. Lobanov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016. - Vol. 142. - P. 012077. - doi: 10.1088/1757-899X/142/1/012077.
  34. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Повышение эффективности применения лезвийного инструмента при обработке композиционных неметаллических материалов // Проблемы механики современных машин: материалы VI Международной конференции / отв. ред. В.С. Балбаров. - М., 2015. - С. 183-189.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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).