Композитная формообразующая оснастка

Авторы

Белов О. А.^1*, Бердникова Н. А.^2**, Бабкин А. В.^3***, Козлов М. В.^3****, Белов Д. А.^3*****

1. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», ул. Ленина, 52, Железногорск, Красноярский край, 662972, Россия
2. Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, проспект им. газеты Красноярский рабочий, 31, Красноярск, 660037, Россия
3. Институт новых углеродных материалов и технологий (при МГУ им. М.В. Ломоносова), ИНУМиТ, ул. Ленинские Горы, 1, стр. 11, Москва, 119234, Россия

*e-mail: boa@iss-reshetnev.ru
**e-mail: berdnikova-nataly@mail.ru
***e-mail: ababkin@inumit.ru
****e-mail: ichebroller@gmail.com
*****e-mail: studd_belov@list.ru

Аннотация

Изготовление изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов (КМ) происходит на оснастке, геометрия которой повторяет форму изделия. На формообразующую оснастку выкладывают материал, затем проводят его полимеризацию при определенном давлении и температуре, которая может доходить до 200°С. В связи с этим наиболее сложной проблемой при создании высокоточных изделий из КМ является возникновение температурных деформаций. В данной работе предлагается конструкция технологической оснастки из углепластикового КМ для создания рефлектора антенны космического аппарата. Для подтверждения правильности конструктивных решений приводится тепловой и статический анализ оснастки методом конечных элементов. В аэрокосмической промышленности преобладает автоклавное формование изделий из композиционных материалов, при котором полимеризация деталей происходит посредством теплопереноса, поэтому для обеспечения равномерного прогрева детали в процессе полимеризации решается задача моделирования работы автоклава, благодаря чему появляется возможность выбрать рациональное размещение изделия внутри автоклава без проведения дорогостоящих натурных испытаний.

Ключевые слова

углепластик, теплообмен, моделирование газовой динамики, автоклавное формование, оснастка, рефлектор антенны

Библиографический список

1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. C. 7 – 17.

2. Бердникова Н.А., Иванов А.В., Белов О.А., Чичурин В.Е. Проектирование крупногабаритного высокоточного рефлектора антенны космического аппарата с контурной диаграммой направленности // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2016. Т. 17. № 2. C. 378 – 387.

3. Бахрах Л.Д., Галимов Г.К. Зеркальные сканирующие антенны. Теория и методы расчета. – М.: Наука, 1981. С.15 – 30.

4. William A. Imbriale, Steven Gao, Luigi Boccia. Space Antenna Handbook. John Wiley & Sons Ltd, United Kingdom. 2012. pp. 9, 81– 83, 114.

5. Бердникова Н.А., Чичурин В.Е. Проектирование и технология изготовления сектора центрального зеркала космической обсерватории «Миллиметрон» // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=56908

6. Алифанов О.М., Ненарокомов А.В., Ненарокомов К.А., Титов Д.М. Параметрическая идентификация нелинейных математических моделей распространения продольных волн в материалах // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 5. С. 185 – 195.

7. Belov D.A., Makarenko I.V., Dunaev A.V., Babkin A.V., Solopchenko A.V., Yablokova M.Yu., Kepman A.V., Tretyakov A.V., Ulyanov A.V., Gromashev A.G. Curing processes simulation of complex shape carbon fiber reinforced composite components produced by vacuum infusion // Polymer Composites. 2016. Vol. 37. Issue 7, pp. 2252 – 2259.

Скачать статью