к фільтруючі елементи у фільтрах тонкого очищення рідин і газів від домішок і як конструкційні матеріали.
Фільтруючі металеві матеріали мають високу корозійну стійкість, задовільними характеристиками міцності, здатністю до регенерації.
Ці властивості дозволяють використовувати пористі матеріали для роботи з агресивними середовищами, застосовувати пористі матеріали в системах з високими тепловими і механічними навантаженнями, у тому числі і динамічного характеру. Таким чином, пористі фільтруючі елементи, зокрема труби, можна отримати різними методами, деякі з яких представлені в [4, стор. 97]. У табл.1 і табл. 2 представлені фізико-механічні властивості фторопласта і деяких видів керамічних волокон.
Таблиця 1
МатеріалСвойства матричного матеріалаПлотность?, кг/см3Прочность?, МПаРабочая температура Т, ° Сфторопласт2,1535560
Таблиця 2
МатеріалСвойства армуючого компонентаДіаметр волокна df, мкмПлотность?, кг/см3Прочность?, МПаРабочая температура Т, ° СКераміческіе волокна2804,9115401600
3. Конструкційна частина
3.1 Теорія проектування композитів
Композиційними матеріалами є штучно створені людиною матричні матеріали, що містять два і більше компонента, гетерофазні за будовою, однорідні в макро- і неоднорідні в мікро масштабі, що володіють адитивним комплексом фізико-механічних властивостей, обумовлених збереженням індивідуальності кожного утворить композит компонента.
Необхідність до тенденції розвитку КМ визначається вимогами, що пред'являються до сучасних матеріалів:
висока конструкційна і технологічна здатність;
здатність до утилізації і екологічність;
здатність отримання матеріалу з низькими витратами;
низька питома вага і високі фізико-механічні властивості;
здатність отримання матеріалу з унікальним поєднанням фізико-механічних властивостей.
Проектування КМ засноване на принципі комбінування, який в свою чергу поділяється на два принципи:
1.Сочетанія, подразумевающие додавання фізичних і механічних властивостей окремих компонентів адитивним способом;
. Сумісності, який дає кордону фізичного і механічного поєднання і увазі збереження гетерофазна при отриманні та експлуатації КМ, сумісність пружних, міцнісних та структурних властивостей і хімічну сумісність. Основними математичними виразами принципу комбінування компонентів і КМ є:
Залежності структурних співвідношень компонентів. Наприклад, аналітичні вирази для КМ, що мають пори, що відображають зв'язок між удаваними і істинними частками волокон і матриці, а також вирази, інтерпретують діаграми стану компонентів і закони дифузії;
Залежності концентраційних співвідношень компонентів. Наприклад, вираз, що встановлює зв'язок між міцнісними і пружним характеристиками односпрямованого КМ через частку волокна в разі поперечного розтягування матеріалу;
Залежності фізико-механічних співвідношень матеріалів компонентів. Наприклад, правило підбору матеріалу волокна до відомого матеріалу матриці:
? уд.матр lt; ? уд.вол -Питома міцність матриці і волокна відповідно;
Залежності, що відображають технологічні процеси створення композитів і що роблять вплив на їх проектування.
. 2 Виконання правил комбінування
Виходячи з даних ТЗ, об'єкт проектування являє собою деталь типу оболонка - Циліндр. Згідно [5, стор. 471-478], циліндр слід вважати товстостінним, якщо товщина його стінки більше 0,1 середнього радіусу циліндра. З даних ТЗ випливає, що труба є товстостінним циліндром. Труба навантажена тільки внутрішнім тиском, а зовнішній тиск (атмосферний) мало і їм можна знехтувати.
З усіх навантажень знаходять складний напружений стан за формулою:
(1)
де Тмах - напруга крутного моменту в трубі;
??- Розтягують напруги;
?- Стискаючі напруги;
?? =-F=- 400 MПa
? =(L + K 2/1-K2) · F (2)
де К=rl/r2, rl і r2 - радіуси труби (3)
К=25/15=1,67
? =847,2 МПа
Напруга змінюється за гіперболічним законом. Найбільш небезпечною точкою з погляду міцності є точка, що лежить у внутрішній поверхні труби. Напруга стиснення труби від стискаючої сили Р:
