Ю. А. Вашуков
Технология ракетных и аэрокосмических конструкций
из композитных материалов
Мультимедийный образовательный модуль
САМАРА
2012
УДК 629.7.02
ББК 34.432
В 93
Автор: Вашуков Юрий Александрович
Рецензенты: Главный химик ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогрес» В. В. Христофоров,
Заведующий кафедрой технологии металлов и авиационного материаловедения
д-р техн. наук, проф. <...> Вашуков, Ю. А. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных материалов [Электронный ресурс] Мультимедийный образовательный модуль / <...> Учебное пособие, содержащее курс лекций по дисциплине «Технология ракетных и
аэрокосмических конструкций из композиционных материалов» и вопросы по разделам. <...> . Контрольные вопросы (экзаменационные и для промежуточного контроля)
Подробно рассмотрены технологические процессы производства формообразования изделий из полимерных композитов, процессы производства металлических композиционных материалов и конструкций из углерод-углеродных материалов. <...> Отражены основные требования к
оборудованию и режущему инструменту при обработке полимерных композитов. <...> Основные требования к режущему инструменту при обработке ПКМ………105 <...> Испытания кольцевых образцов на растяжение и сжатие…………….. <...> Для аэрокосмической техники наиболее перспективными считаются композиционные материалы (КМ). <...> Композит представляет собой неоднородный сплошной материал,
состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие
элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов. <...> ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КОМПОЗИТАХ
1.1 Особенности структуры
7
Композиционные материалы представляют собой гетерофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого
отдельного компонента. <...> Поэтому для армированных материалов характерны такие механизмы повышения вязкости <...>
Технология_ракетных_и_аэрокосмических_конструкций_из_композитных_материалов_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
Ю. А. Вашуков
Технология ракетных и аэрокосмических конструкций
из композитных материалов
Мультимедийный образовательный модуль
С А М А Р А
2012
Стр.1
УДК 629.7.02
ББК 34.432
В 93
Автор: Вашуков Юрий Александрович
Рецензенты: Главный химик ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогрес» В. В. Христофоров,
Заведующий кафедрой технологии металлов и авиационного материаловедения
д-р техн. наук, проф. В. А. Михеев.
Вашуков, Ю. А. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных
материалов [Электронный ресурс] Мультимедийный образовательный модуль /
Ю.А. Вашуков Минобрнауки Росиии, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева
(Нац. исслед. ун-т). - Электрон. текстовые и граф. Дан. (3766 Кбайт, печатный аналог 185
с.). - Самара, 2012. - 1 эл. опт. диск (CD-R).
В мультимедийный образовательный модуль входят следующие блоки:
1. Учебное пособие, содержащее курс лекций по дисциплине «Технология ракетных и
аэрокосмических конструкций из композиционных материалов» и вопросы по разделам.
2.
. Перечень лабораторно-практических занятий по дисциплине.
3. . Контрольные вопросы (экзаменационные и для промежуточного контроля)
Подробно рассмотрены технологические процессы производства формообразования
изделий из полимерных композитов, процессы производства металлических композиционных
материалов и конструкций из углерод-углеродных материалов.
Представлены основные особенности технологических процессов механической
обработки полимерных композиционных материалов. Отражены основные требования к
оборудованию и режущему инструменту при обработке полимерных композитов.
Приведены технологические процессы изготовления конструкций из композиционных
материалов для ракетно-космической техники.
Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов по специальностям
160201 «Самолето-и вертолетостроение», 160801«Ракетостроение», 160802 «Космические
летательные аппараты и разгонные блоки», по направлению 160400.65 «Проектирование,
производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов», а также для подготовки
магистров по направлению 160400 «Ракетные комплексы и космонавтика».
Подготовлено на кафедре производства летательных аппаратов и управления качеством
в машиностроении СГАУ.
Мультимедийный образовательный модуль размещен на сайте факультета ЛА
(http://fla.ssau.ru/)
© Самарский государственный аэрокосмический университет, 2012
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………6
1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КОМПОЗИТАХ………………………………………….8
1.1. Особенности структуры…………………………………………………………………8
1.2. Принципы классификации……………………………………………………………..11
2. МАТРИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ…………………………………………………………….17
2.1. Требования к матричным материалам………………………………………………..17
2.2. Матричные материалы в металлокомпозитах………………………………………..18
2.3. Матричные материалы в полимерных композитов………………………………….21
2.4. Углеродные матрицы…………………………………………………………………..25
2.5. Полимерные пленочные материалы………………………………………………….27
3. АРМИРУЮЩИЕ ВОЛОКНИСТЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ…………………………………..30
3.1. Стеклянные волокна……………………………………………………………31
3.2. Органические волокна………………………………………………………….35
3.3. Углеродные волокна……………………………………………………………37
3.4. Борные волокна…………………………………………………………………42
3.5. Волокна карбида кремния……………………………………………………...45
3.6. Металлические волокна………………………………………………………..46
3.7. Волокна с металлическими покрытиями……………………………………….46
3.8. Короткие армирующие волокна………………………………………………...48
3.9. Тканые армирующие материалы………………………………………………..51
4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ…………………….56
4.1.Особенности получения композиционных материалов………………………..56
4.2. Общая характеристика технологических процессов…………………………...57
4.3. Основные технологические процессы формообразования
изделий из ПКМ………………………………………………………………………….60
4.3.1.Процессы контактного формования изделий из ПКМ………………….61
4.3.2. Формование с эластичной диафрагмой…………………………………64
4.3.3.Формообразование давлением……………………………………………68
4.3.4. Формообразование прессованием в формах……………………………70
4.3.5. Формообразование намоткой……………………………………………74
4.3.6. Формообразование пултрузией………………………………………….77
4.4. Процессы производства металлических композиционных материалов……...80
4.4.1. Метод твердофазного совмещения матрицы и волокон……………….80
3
Стр.3