Критические явления реодинамического происхождения в процессе одностороннего холодного прессования порошковых материалов

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

В настоящей работе проведен сопоставительный анализ кинетики уплотнения порошкового материала в процессе одностороннего холодного прессования для разных режимов, в зависимости от задаваемых извне условий на перемещение плунжера пресса: режимы постоянного заданного усилия или скорости. Показано, что в режиме постоянной скорости на плунжере пресса реализуется критическое явление, которое сопровождается прогрессивным нарастанием давления во времени, обеспечивающее резкое увеличение скорости уплотнения. В результате после некоторого периода индукции наступает автоускорение процесса уплотнения во времени. Описанная ситуация имеет физический аналог горения и взрыва. Это обстоятельство позволяет внести в теорию процессов прессования порошковых материалов новые идеи. На основе численных расчетов установлено, что зависимость скорости плунжера пресса от напряжения на нем имеет немонотонный характер, что обусловлено конкурентным влиянием динамического фактора – нагрузки и зависимости объемной вязкости от плотности. Показано, что в режиме заданного усилия имеет место “вредный эффект” – происходит прогрессивное автоторможение процесса уплотнения во времени. Проведенный анализ позволил выработать конкретные рекомендации прогноза рациональных режимов одностороннего прессования порошковых материалов.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Столин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: amstolin@ism.ac.ru
Rússia, Черноголовка

П. Бажин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Email: amstolin@ism.ac.ru
Rússia, Черноголовка

Л. Стельмах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Email: amstolin@ism.ac.ru
Rússia, Черноголовка

П. Столин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Email: amstolin@ism.ac.ru
Rússia, Черноголовка

Bibliografia

  1. Петросян Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1988. С. 152.
  2. Анциферов В.Н., Перельман В.Е. Механика процессов прессования порошковых и композиционных материалов. М.: Наука, 2001.
  3. Ениколопов Н.С. Избранные труды. Воспоминания: К семидесятилетию акад. Н.С. Ениколопова. Черноголовка: ИСМАН. 1999. С. 102.
  4. Абрамов В.В. Состояние и перспективы развития промышленности переработки пластмасс в России. Л.: Химия, 1972. С. 376.
  5. Пугачев А.К., Росляков О.А. Переработка фторопластов в изделия. Л.: Химия, 1987. С. 10.
  6. Баронин Г.С., Столин А.М., Кербер М.Л., Дмитриев В.М. Переработка полимеров и композитов в твердой фазе: учебное пособие. Тамбов: Тамб. гос. ун-т, 2009. С. 140.
  7. Столин А.М., Стельмах Л.С., Стельмах Э.В. Использование холодного прессования в переработке композиционного материала на основе фторопласта // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 1. С. 117.
  8. Аверичев О.А., Столин А.М., Михеев М.В., Лазарева Н.Н., Охлопкова А.А. Твердофазное одноосное прессование новых износостойких полимерных композиций на основе политетрафторэтилена // Композиты и наноструктуры. 2022. Т. 14. № 2 (54). С. 131.
  9. Столин А.М., Стельмах Л.С. Особенности кинетики уплотнения композиционного материала на основе политетрафторэтилена в режиме постоянной скорости плунжера пресса // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 3. С. 340.
  10. Скотников М.В., Чулков В.Н., Прилепкин В.Н., Джангирян В.Г. Распределение напряжений и скоростей при уплотнении вязких тел в замкнутых объемах // Порошковая металлургия. 1984. № 6. С. 21.
  11. Stolin A.M., Stel’makh L.S. Mathematical modeling of SHS-compaction / Extrusion: an autoreview // J. SHS. 2008. V. 13. № 1. P. 53.
  12. Анциферов В.Н., Перельман В.Е. Механика процессов прессования порошковых и композиционных материалов. М.: Наука, 2001.
  13. Андриевский В.А. Введение в порошковую металлургию. Илим, 1988. С. 174.
  14. Столин А.М., Малкин А.Я., Мержанов А.Г. Неизотермические процессы и методы исследования в химии и механике полимеров // Успехи химии. 1979. Т. XLVIII. № 81. С. 1492.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Dependence of the press plunger speed (V) on the pressure (P) for different time values (t): 1–1.5 s; 2–3 s; 3–4.5 s. Parameters: H0 = 5×10–2 m, d0 = 2.5×10–3 m.

Baixar (73KB)
Metadados
3. Fig. 2. Experimental dependence of pressure (P) on time (t) during cold pressing of polymer composites for different values of the press plunger speed (V): V = 1×10–4–6×10–4 m/s [8].

Baixar (87KB)
Metadados
4. Fig. 3. Dependence of relative pressure (P/Pmax) on time (t) for two values of the press plunger speed (V): 1 – V = 1×10–3 m/s; 2 – V =5×10–4 m/s, 3 – V = 1×10–4 m/s. Parameters: H0 = 5×10–2 m, d0 = 2.5×10–3 m.

Baixar (67KB)
Metadados
5. Fig. 4. Dependence of density variation (Δ) on time (t) at a constant speed on the press plunger (V): V = 1×10–4 m/s. Parameters: τfr = 0.05P, Н0 = 5×10–2 m, d0=2.5×10–3 m.

Baixar (54KB)
Metadados
6. Fig. 5. Dependence of density variation (Δ) on time (t) for different values of pressure (P): 1 – P = 50 MPa; 2 – P = 100 MPa; 3 – P = 200 MPa; 4 – P = 250 MPa. Parameters: τfr = 0.05P, H0 = 5×10–2 m, d0 = 2.5×10–3 m [7].

Baixar (85KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024