RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Design of Advanced Pultrusion Processes

Publikācijas veids Promocijas darbs
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Nav zināms
Defending: 21.02.2018 16:00, Rīgas Tehniskā universitāte, Kaļķu iela 1, 119. auditorija
Publication language English (en)
Title in original language Design of Advanced Pultrusion Processes
Field of research Mechanics
Sub-field of research  Mechanics of polymer and composite materials
Authors Pāvels Akišins
Keywords Pultrūzija, modelēšana, galīgo elementu metode, optimizācija
Abstract Promocijas darbs ir veltīts progresīvo ar mikroviļņiem veicinātu pultrūzijas procesu izpētei, modelēšanai, izstrādei un optimizācijai. Pultūzijas procesu labākai izprašanai un skaitlisko aprēķinu algoritmu validēšanai pētījuma sākumā ir apskatīti tradicionālie pultrūzijas procesi. Divas dažādas pultrūzijas procesu skaitliskās simulēšanas metodes ir piedāvātas, salīdzinātas un apspriestas. Pirmā procedūra ir izstrādāta vispārējā pielietojuma galīgo elementu programmatūrā ANSYS Mechanical un izmanto jaukto laika integrācijas shēmu un mezglu kontroles tilpumu metodi saistīto enerģijas un pārneses vienādojumu atdalīšanai. Otrā procedūra ir izstrādāta izmantojot šķidrumu skaitļošanas dinamikas programmu ANSYS CFX un piedāvā jaunu līdz šim plaši neizmantotu metodi pultrūzijas modelēšanai. Izstrādātās simulācijas procedūras tika validētas, izmantojot citu autoru publicētus rezultātus un eksperimentālus rezultātus, iegūtus COALINE projekta ietvaros. Pētījumā tika novērtēta un salīdzināta sveķu ar augstām mikroviļņu absorbcijas īpašībām dažādu saistīšanās kinētikas modeļu precizitāte. Tika izmantots tradicionāls termoreaktīvo sveķu reakcijas ātruma apraksts ar Arēniusa attiecību reizinātu ar reakcijas funkciju. Izmantojot izstrādātu metodoloģiju Microsoft Excel vidē tika izstrādāts rīks saistīšanās kinētikas modeļu izveidošanai. Dotais rīks tika veiksmīgi pielietots saistīšanās kinētikas modeļu izveidošanai sveķiem ar augstām mikroviļņu absorbcijas īpašībām, kuri tiks izmantoti ar mikroviļņiem veicinātos pultrūzijas procesos. Ar mikroviļņiem veicināto pultrūzijas procesu labākai izprašanai, pultrūzijas iekārtu projektēšanas un procesa kontroles atbalstam tika izstrādāta jaunā simulēšanas metodoloģija, kas sastāv no diviem apakšmodeļiem. Pirmajā solī elektromagnētiskais apakšmodelis tiek izmantots elektriskā lauka sadales novērtējumam, risinot Maksvela vienādojumus ar COMSOL Multiphysics. Otrajā solī ar elektromagnētisko modeli noteikts absorbcijas enerģijas lauks kompozītā materiālā tika izmantots kā siltuma avots ar termoķīmisko modeli modelējamā pultrūzijas procesā. Dotā simulācijas procedūra ir izstrādāta ANSYS Mechanical vidē. Izstrādāta ar mikroviļņiem veicinātu pultrūzijas procesu skaitliskās modelēšanas procedūra tika izmantota multifunkcionāla pultrūzijas veidņa projektēšanai. Progresīva procesa galvenā ideja ir apvienot ar mikroviļņiem veicinātu profila izveidi un pārklājuma uznešanu vienā veidnī. Dotais pārklātu pultrūdētu profilu ražošanas process ir raksturojams ar gaistošo organisko vielu savienojumu un mazu daļiņu emisijas neesamību. Piedāvātam procesam arī ir samazinātas tehnoloģiskas un personāla izmaksas. Papildus ieguvums ir ekstraordināra saiste starp profilu un pārklājumu, kas tiek iegūta ar pārklājuma saistīšanu uz nepilnīgi saistītās profila virsmas. Pēc pārklājuma uznešanas profila sveķi tiek pilnīgi saistīti kopā ar pārklājuma sveķiem. Pētījuma nobeigumā izstrādāts ar mikroviļņiem veicināts pultrūzijas process ar in-line pārklājuma uznešanas tehnoloģiju tika optimizēts attiecībā uz procesa un vides parametriem ar mērķi samazināt profila ražošanai nepieciešamu enerģijas daudzumu. Definētā optimizācijas problēma tika risināta ar divām metodēm: gadījuma meklēšanas metodi izmantojot EDAOpt optimizācijas datorprogrammu un vispārināta samazināta gradienta algoritmu, izmantotu Microsoft Excel programmatūrā. Izmantojot optimizācijas rezultātus Microsoft Excel vidē tika izstrādās rīks optimālu procesa parametru izvēlei pie dažādiem nosacījumiem.
Reference Akišins, Pāvels. Design of Advanced Pultrusion Processes. PhD Thesis. Rīga: [RTU], 2017. 105 p.
Full-text Full-text
Summary in English Summary in English
ID 26297