НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: Livshitc_A.pdf (1167.40Кб)

Полимерные материалы широко применяются во многих отраслях промыш¬ленности, поскольку обладают рядом преимуществ, которые позволяют заменять ими тради¬ционные материалы. При этом вопросы технологи производства и эксплуатации изделий из полимерных мате-риалов изучены недостаточно. То же самое можно сказать и о высокочастотной (ВЧ) электротермии полимеров. Поэтому математическое моделирование процессов электротермии представляет как научный, так и практический интерес.
Традиционно, при реализации процессов ВЧ-нагрева для  сварки полимеров используют технологические схемы с одним электроизолятором из картона, без анализа его теплоизолирующих свойств. При этом для сварки различных по толщине полимерных деталей интересно рассмотреть схему с двумя термоизоляторами в виде пятислойной пластины, включающей электроды, изоляторы, обрабатываемый материал. В статье представлены математическая модель в виде системы дифференциальных уравнений нестационарной теплопроводности с учетом внутренних источников тепла с соответствующими граничными условиями и реализующее ее программное обеспечение.
Представленный программный комплекс позволяет изучить взаимовлияние геометрических и электрофизических параметров технологической системы ВЧ-нагрева термопластов. Опираясь на расчеты, представленные в числовом и графическом виде, выделены следующие зоны нагрева полимера: равномерного нагрева, краевые зоны термического влияния контактируемых с полиамидом поверхностей. В данной статье приведены результаты исследования влияния различных по толщине термоизоляторов на распределение температурного поля термопласта. Определено, что можно смещать зону максимального нагрева полимера изменяя параметры изолирующих слоев, что позволяет повысить качество сварки  полимерных деталей.
По результатам исследований сделан вывод о необходимости построения технологического процесса электротермической сварки полимеров с учетом  возможности смещения зоны максимального нагрева (расплава) полимера за счет изменения толщины термоизоляторов. Созданное программное обеспечение дает возможность по-новому подойти к исследованию режимов ВЧ-нагрева, решению практических задач повышения качества сварных соединений деталей из термопластов.

Список литературы
1. Филиппенко Н.Г., Лившиц А.В., Каргапольцев С.К. Контроль и управление высокочастотной электротермией. Новые аспекты: монография. LAP Academic Publishing, Saarbrucken, Deutschland, 2013. 157 с.
2. Попов С.И., Ларченко А.Г., Лившиц А.В., Филиппенко Н.Г. Исследование влияния диэлектрических элементов рабочего конденсатора высокочастотной электротермической установки на процесс обработки полимерных материалов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 3 (39). С. 270-275. [Investigation of electrothermal installations operating condenser dielectric components influence on polymeric materials high-frequency processing]
3. Попов С.И., Лившиц А.В., Филиппенко Н.Г. Восстановление подшипников буксовых узлов подвижного состава // Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития’2012» (2-12 октября 2012 г.). Т. 2, № 3. Одесса: КУПРИЕНКО, 2012. С. 39-43.
4. Думчев И.С., Ларченко А.Г., Попов С.И., Филиппенко Н.Г., Лившиц А.В. Восстановление полиамидных сепараторов подшипников буксового узла подвижного состава ОАО «РЖД» // Молодой ученый. 2012. № 12 (47). С. 48-51.
5. Марков А.В., Грачёв С.Ю. Математическая модель высокочастотной сварки термопластов // 19 международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-19): тр. Т. 5. Секция 5. Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 2006. С. 87-89.
6. Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. Разностные методы решения задач теплопроводности. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. 172 с.
7. Лившиц А. В., Филиппенко Н.Г. Расчет нагрева элементов технологической системы при высокочастотной термической обработке: свидетельство государственной регистрации программ для ЭВМ № 2013617957. 2013.
8. Лившиц А. В., Филиппенко Н.Г. Программный модуль формирования технологической документации на основе графической информации: свидетельство государственной регистрации программ для ЭВМ № 2013619699. 2013.
9. Попов С.И. Автоматизация управления технологическими процессами восстановления эксплуатационных свойств полимеров: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Иркутск, ИрГУПС. 18 с.