..; ..; ..; ..; ..

Оптимизация режима формования полимерных композитных конструкций на основе метода Парето

С.Н .Шевцов, Дж.-К. У, И.В. Жиляев, Дж.-П. Хуанг, А.В. Евланов

Incoming article date: 04.12.2013

Одним из важнейших факторов, исключающих возникновение дефектов типа пор, расслоений, участков с неполной полимеризацией связующего в формуемой высоконагруженной полимерной композитной конструкции, является управляемость процесса во всем объеме композита. Для обеспечения однородности процесса полимеризации связующего предложен метод многокритериальной оптимизации процесса на основе математической модели, связывающей процессы распространения тепла и кинетики полимеризации. Система связанных уравнений процесса, учитывающая экзотермическое тепло, выделяемое при полимеризации термореактивного связующего, изменение теплоемкости и теплопроводности композита при фазовых переходах от жидкого к гелеобразному и, далее, к твердому состоянию, точную геометрию технологической системы, включая прессформу, а также интенсивность тепловыделения независимо управляемых нагревателей, реализована в виде конечноэлементной модели. Предложенный метод синтеза закона оптимального управления нагревателями, использующий метод множеств Парето, проиллюстрирован на примере полимеризации разностенной композитной конструкции, формуемой из стеклопластика.

Keywords: Композиционные материалы; Процесс полимеризации; Оптимальное управление; Кинетические уравнения; Уравнения в частных производных в задачах управления и оптимизации, Конечно-элементное моделирование, Фронт Парето