Вопросы № 1-120 к госэкзамену по специальности «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов» (Металлические композиты, армированные волокнами. Технология изготовления типовых элементов из термопластов и реактопластов)
Металлические композиты,
армированные волокнами. Природа, свойства волокон и их влияние на
прочность композитов.
Постановка задачи
оптимизации. Основные этапы процесса математического моделирования.
Основные положения и гипотезы нелинейной теории
ползучести. Линейно-наследственная теория ползучести, принцип Вольтерра.
Процесс производства труб экструзионным методом,
экструзионный агрегат, конструкция и принцип действия.
Примеры стержневых
конструкций из КМ, профили, схемы законцовок.
Трубопроводы из ПКМ. Материалы, конструктивные элементы.
Нагрузки и воздействия на трубопроводы. Расчет трубопроводов из ПКМ.
Покрытия для защиты трубопроводов. Технология нанесения.
Основные материалы металлических матриц. Их характеристика
и свойства композитов.
Минимум функции многих
переменных. Необходимые и достаточные условия минимума дифференцируемой
функции.
Долговечность композиционных материалов при
переменных режимах нагрузки. Критерий Бейли.
Экструзионный и инжекционный метод формования полых
изделий, схемы реализации
и основные элементы оборудования.
Жесткость стержня из КМ на
растяжение - сжатие.
Газоходы из ПКМ. Материалы, конструктивные элементы и
конструкции газоходов. Нагрузки и воздействия, расчет газоходов. Покрытия
для защиты металлических газоходов.
Классификация композитов по
материалу матрицы. Терминология, сравнительная характеристика и области
применения металлических, полимерных, керамических и углеродных
композитов.
Классический метод поиска
минимума функции n переменных. Ограничения
в применении этого метода. Алгоритм.
Параметры, определяющие механические свойства
композиционных материалов. Факторы, влияющие на долговечность и работоспособность
композитов.
Движущие силы процесс пластикации полимерных
материалов на червячных и дисковых экструдерах, схемы и принцип работы.
Жесткость стержня из КМ на
кручение.
Газоотводящие трубы из ПКМ. Материалы, конструкции.
Нагрузки и воздействия на газоотводящие трубы. Расчетные схемы элементов
стволов. Алгоритмы расчета. Особенности монтажа стволов.
Основные типы и характеристики
полимерных матриц для армированных полимерных композитов. Их свойства и
области применения.
Прямые методы безусловной
минимизации. Поиск минимума функции n
переменных методом правильного симплекса. Область применения метода.
Алгоритм.
Механика разрушения композитов с короткими
волокнами. Работа разрушения. Метода ее определения.
Системы производства фенол–альдегидных
пресс-порошков и их подготовка
к прессованию: таблетирование и предварительный прогрев.
Жесткость трубчатого
стержня из КМ на изгиб и поперечный сдвиг.
Горизонтальные емкости из ПКМ. Материалы, конструкции,
особенности опирания. Нагрузки и воздействия на горизонтальные емкости.
Расчет горизонтальных емкостей. Покрытия для защиты металлических
емкостей.
Классификация и общие
особенности свойств ПКМ и области их применения.
Методы безусловной
минимизации, использующие производные функции. Метод градиентного спуска.
Преимущества и недостатки метода. Алгоритм.
Способы изготовления нетканых наполнителей в виде
листов и правильных заготовок.
Разрешающая система
дифференциальных уравнений изгиба стержня из КМ.
Вертикальные емкости из ПКМ. Материалы, конструкции,
особенности опирания. Нагрузки и воздействия на вертикальные емкости.
Расчет вертикальных емкостей. Покрытия для защиты металлических емкостей.
Основные задачи и принципы
создания ПКМ с заданными свойствами.
Методы безусловной
минимизации, использующие производные функции. Метод наискорейшего спуска.
Преимущества и недостатки метода. Алгоритм.
Взаимосвязь между формированием структуры и
свойствами композиционных материалов (виды физического взаимодействия, химические
процессы, специальная обработка армирующих материалов).
Пневмовакуумное и механотермическое формование
полых изделий, схема реализации
и основные элементы формования.
Оценка критических сил для
сжатых композитных стержней.
Вертикальные цилиндрические каркасированные емкости.
Материалы каркасов и ограждающих элементов. Конструкции каркасированных
емкостей. Расчет элементов каркасированных емкостей. Покрытия для защиты
металлических каркасов.
Наполнители и их роль в
регулировании свойств ПКМ. Классификация наполнителей по агрегатному
состоянию, природе, структуре. Механизм упрочнения ПКМ при введении
волокнистых наполнителей.
Методы безусловной
минимизации, использующие производные функции. Метод сопряженных
градиентов. Преимущества и недостатки метода. Алгоритм.
Разнотолщинность полых полимерных изделий как
основной недостаток их эксплутационных свойств, методы устранения.
Оценка частот колебаний композитных
стержней.
Оболочки из ПКМ, получаемые методом намотки. Материалы,
оснастка для изготовления оболочек методом намотки. Расчет оболочек,
получаемых методом намотки.
ПКМ с волокнистым
наполнителем. Влияние длины и схемы армирования на свойства композитов.
Многомерная минимизация при
наличии ограничений. Постановка задач математического программирования.
Основные положения линейной теории вязкоупругости.
Модели Максвелла, Кельвина и стандартного вязко-упругого тела.
Рабочие характеристики экструдера и формующего
инструмента и их взаимосвязь.
Реакционная аппаратура из ПКМ. Материалы, конструктивные
элементы. Обеспечение теплообмена и массообмена в реакторах. Нагрузки и
воздействия на реакторы. Расчет реакторов.
Стеклопластики, состав,
свойства и области применения. Способы получения изделий из
стеклопластиков.
Методы последовательной
безусловной минимизации. Область применения этих методов. Метод штрафных
функций.
Основные положения линейной упругой механики
разрушения.
Производство изделий методом литья под давлением,
цикл литья, изменения температуры
и давления в процессе работы литьевой машины. Схема ее конструкции и работы.
Конечный элемент
композитного стержня для расчета ферм.
Прямоугольные емкости из ПКМ. Материалы. Технология
изготовления. Обеспечение жесткости прямоугольных емкостей. Нагрузки и
воздействия. Расчет ограждающих и несущих конструкций. Защитные покрытия
для прямоугольных емкостей.
Коррозионностойкие
стеклопластики и бипластмассы. Состав, структура, свойства и области
применения.
Методы последовательной
безусловной минимизации. Область применения этих методов. Метод барьерных
функций.
Механика разрушения композитов с дисперсным
наполнителем.
Производство изделий методом прямого и литьевого
прессования, схема и работа
гидравлического пресса.
Расчет композитных колец.
Прямоугольные газоходы и массообменные (промывные)
аппараты. Материалы, конструктивные элементы. Обеспечение жесткости и
прочности прямоугольных оболочек.
Дисперсные, волокнистые,
листовые и объемные наполнители. Структура, терминология, классификация.
Механизм усиливающего действия наполнителей.
Задача геометрического
программирования. Понятие позинома. Основные свойства позиномов.
Блочные теплообменники из графита. Виды блоков и блочных
теплообменников. Конструктивные элементы. Тепловой расчет блочных
теплообменников.
Полимерные связующие и
матрицы на их основе. Классификация, назначение, предъявляемые требования
и роль в регулировании свойств ПКМ.
Основные подходы к
моделированию композиционных материалов. Понятие представительного
элемента объема.
Параметры оценки химической стойкости,
работоспособности и долговечности композиционных материалов в агрессивных средах.
Виды расчетов формообразующих деталей и их обойм в
прессовых и литьевых
формах.
Конечный элемент
многослойной композитной пластины.
Полая колонная аппаратура из ПКМ. Материалы,
конструктивные элементы. Обеспечение массообмена в полых колоннах.
Нагрузки и воздействия, расчет на прочность.
Смеси полимеров.
Совместимость полимеров и особенности фазовой структуры смесей. Основные
свойства смесей полимеров. Прочность и ударостойкость смесей полимеров.
Модель композиционного
материала с дисперсным наполнителем (полидисперсная среда). Основные
допущения, характеристика прочности материала.
Механико-химические процессы в полимерных и
композиционных материалах под действием среды, механически напряжений и температуры.
Элементы
типовой литниковой системы, центральные и разводящие литники, горячеканальные литниковые системы.
Расчет на прочность
многослойной цилиндрической оболочки.
Электрофильтры из ПКМ. Материалы, конструктивные элементы.
Обеспечение, эффективности осаждения. Расчетные схемы основных элементов.
Алгоритм расчета.
Углерод–углеродные
композиционные материалы. Структурные схемы армирования. Углеродная
матрица и способы ее получения. Свойства УУКМ и их применение.
Модель композиционного
материала с равными модулями сдвига фаз. Основные допущения,
характеристика прочности материала.
Особенности деформирования и разрушения полимерных
и композиционных материалов при длительном их контакте с агрессивными
средами.
Методы производства эластомерных композиций, схемы
конструкции и принцип работы валкового оборудования.
Насадочная колонная аппаратура из ПКМ. Виды насадки.
Конструктивные элементы колонн. Обеспечение эффективности работы. Нагрузки
и воздействия. Расчетные схемы элементов насадочных колонн.
Межфазный слой и его роль в
формировании структуры и свойств ПКМ. Регулирование прочности связи
матрица–наполнитель. Аппреты для ПКМ.
Модель композиционного
материала с волокнистым наполнителем. Основные допущения, характеристика
прочности материала. Равнопредставленные композиты.
Перенос газообразных и жидких сред в полимерных и
композиционных материалах. Методы исследования переноса.
Сборка деталей из полимерных композитов методом
сварки с нагревом путем теплообмена. Методы испытаний и контроль качества свариваемых соединений.
Расчет на прочность
многослойных композитных оболочек вращения при осесимметричном нагружении.
Тарельчатые колонны из ПКМ. Виды тарелок из ПКМ.
Конструктивные элементы. Обеспечение эффективности работы. Нагрузки и
воздействия. Расчетные схемы элементов тарельчатых колонн.
ПКМ, определение, состав.
Основные типы структур. Причины возникновения перенапряжений на границе
раздела фаз.
Основная математическая
модель укладки ленты из волокнистых композиционных материалов на оправку
произвольной формы.
Методы исследования и получения параметров оценки
работоспособности композиционных материалов в агрессивных средах.
Сварка деталей с помощью токов высокой частоты,
излучения и диссипативного
разогрева. Контроль качества свариваемых соединений.
Проектирование трехслойной
цилиндрической оболочки, нагруженной внешним давлением.
Сварка технологического оборудования из ПКМ. Виды сварки,
прочность сварных швов. Конструкции сварных элементов технологического
оборудования. Усиление сварных швов.
Армирующие волокна и
волокнистые наполнители: стеклянные, органические, углеродные, борные
волокна. Жгуты, нити, ленты, ткани, маты, – их природа и свойства.
Задачи оптимального
проектирования с применением САПР. Схема процесса проектирования с
использованием методов оптимизации.
Длительная прочность композиционных материалов на
воздухе, в растворителях, химически активных и поверхностно-активных средах
Формующий инструмент для формования листовых,
пленочных материалов и производства полых изделий из трубчатых заготовок.
Приведенные жесткостные
характеристики многослойного пакета
Приформовка элементов технологического оборудования из
реактопластов. Конструкции приформованных элементов технологического
оборудования.
ПКМ на основе угля и
графита: углепластики, импрегнированный графит, антегмит, графитопласт.
Свойства, способы получения изделий, области применения.
Математическое
моделирование и оптимизация качества композиционных материалов, а также
технологии их производства и исследования с помощью САПР. Основные
положения при решении этих задач.
Влияние
межфазных слоев на прочность и защитные свойства композиционных материалов. Пути повышения химической
стойкости и долговечности композиционных материалов в агрессивных средах.
Сравнительный анализ преимуществ и недостатков
основных методов производства деталей из композиционных материалов, выбор
оборудования и его связь с формующей оснасткой.
Учет температурных
деформаций в расчетах конструкций из КМ.
Конструкции типовых элементов
технологического оборудования из ПКМ (днищ, крышек, штуцеров, различных
соединений, опор вертикальных и горизонтальных аппаратов). Технология
изготовления типовых элементов из термопластов и реактопластов. Расчетные
схемы, алгоритмы расчетов.
