книги / Математическое прогнозирование реологических и физико-механических свойств наполненных эластомеров. Разработка полимерного связующего на основе олигоэфируретана
.pdf
фракций, определенных вискозиметрическим методом. При этом физико-химический фактор, влияющий на предельное наполнение полимерных связующих, учитывался «автоматически» по физическойсущности вискозиметрического метода.
Рис. 2.6. Зависимости относительной вязкости полимерной суспензии на основе полидиенэпоксидуретана от объемных соотношений 3 фракций диоксида кремния: А, В – уровни расчетных изовязкостей; круглые значки – опытные данные
На рис. 2.6 представлена зависимость относительной вязкости полимерной суспензии на основе полидиенэпоксидуретана марки ПДИ-3Б от объемных соотношений трех фракций (см. табл. 2.2) диоксида кремния.
2.2. Описание математического программного обеспечения определения и оптимизации плотности упаковки твердых дисперсных наполнителей ПКМ
Комплекс реализован в виде оконного приложения среды «Win 32». Программа написана на языке высокого уровня «Delphi» и отлажена в среде визуального программирования «Embarcadero Delphi 2010».
1. Расчет предельного наполнения ПКМ. На рис. 2.7 изо-
бражено окно программного комплекса, открытое на закладке «Расчет». Эта закладка предназначена для расчета предельного
41
elib.pstu.ru
наполнения твердых дисперсных наполнителей (ТДН) ПКМ и коэффициента усиления вязкости наполненной системы.
Рис. 2.7. Окно программы. Закладка «Расчет»
Вблоке «Параметры фракций наполнителя» вводятся размеры частиц (мкм), пористость и объемные доли фракций наполнителя. Фракции должны быть упорядочены по возрастанию размеров частиц.
Вблоке «Параметры» вводится количество фракций ТДН
иобщее наполнение для расчета коэффициента усиления.
Вблоке «Результаты» выводятся полученные значения предельного наполнения и коэффициента усиления.
Для расчета предельного наполнения сначала нужно ввести количество фракций (рис. 2.8).
Как только будет введено количество фракций, сразу же появится таблица (рис. 2.9), в которую вводятся размеры частиц, пористость и объемные доли фракций.
Для расчета коэффициента усиления вводится общее наполнение (рис. 2.10).
42
elib.pstu.ru
Рис. 2.8. Количество фракций
Рис. 2.9. Параметры фракций наполнителя
43
elib.pstu.ru
Рис. 2.10. Общее наполнение
Рис. 2.11. Расчет и вывод результатов
44
elib.pstu.ru
Чтобы получить значения предельного наполнения и коэффициента усиления нужно «кликнуть» по кнопке «Считать», тогда программа выполнит все необходимые вычисления и выведет результат на экран (рис. 2.11).
2. Оптимизация состава ТДН по критерию предельного наполнения ПКМ. На рис. 2.12 изображено окно программного комплекса, открытое на закладке «Оптимизация». Эта закладка предназначена для решения задачи оптимизации состава ТДН по критерию предельного наполнения ПКМ.
Рис. 2.12. Окно программы. Закладка «Оптимизация»
Вблоке «Точность расчета» выбирается (из предложенных точностей) точность, с которой будет выполнен расчет.
Вблоке «Оптимальные значения» выводятся рассчитанные оптимальные объемные доли.
Вблоке «Объемные доли фракций» вводятся нижние и верхние границы области допустимых значений объемных долей фракций. Изменять границы области допустимых значений объ-
45
elib.pstu.ru
емных долей можно только тогда, когда количество фракций меньше трех (рис. 2.13), для остальных случаев этот блок не активен (рис. 2.14). По умолчанию, эти границы соответственно равны 0 и 1, т.е. поиск производится на всем поле значений.
Рис. 2.13. Оптимизация |
Рис. 2.14. Оптимизация |
для двух фракций |
для трех и более фракций |
В блоке «Результаты» выводятся полученные значения предельного наполнения и коэффициента усиления.
Оптимизация проводится для фракций, введенных на закладке «Расчет» (рис. 2.15).
Для расчета, на закладке «Оптимизация», нужно указать точность, с которой будет выполнен расчет (рис. 2.16).
Чтобы получить значения оптимальных объемных долей, предельного наполнения и коэффициента усиления, нужно «кликнуть» по кнопке «Считать», тогда программа выполнит все необходимые вычисления и выведет результат на экран
(см. рис. 2.16).
46
elib.pstu.ru
Рис. 2.15. Выбор точности расчета
Рис. 2.16. Вывод результатов расчета
47
elib.pstu.ru
3. Моделирование. На рис. 2.17 изображено окно программного комплекса, открытое на закладке «Моделирование». Эта закладка предназначена для построения трехмерных моделей отклика функций предельного наполнения, коэффициента пористости, коэффициента усиления вязкости от параметров фракций наполнителя ТДН. Окно разбито на два блока: «Трехфракционная система» и «Двухфракционная система».
Рис. 2.17. Окно программы. Закладка «Моделирование»
Общими блоками для трех- и двухфракционой систем являются:
1.«Параметры фракций» – выбирается параметр, для которого будет строиться модель (рис. 2.18).
2.«Точность (шаг)» – вводится точность, с которой будет выполнен расчет (0,1; 0,05; 0,01) (рис. 2.19).
3.«Общее наполнение» – вводится общее наполнение, активна только тогда, когда рассчитывается коэффициент усиле-
ния (рис. 2.20).
48
elib.pstu.ru
Рис. 2.18. Параметры фракций
Рис. 2.19. Точность (шаг) расчета
49
elib.pstu.ru
Рис. 2.20. Коэффициент усиления и общее наполнение
4. Размер частиц и пористость (размеры частиц должны быть упорядочены по возрастанию) (рис. 2.21).
Кроме этих блоков у «двухфракционной» системы есть блок «Тип зависимости», в котором можно выбрать, в какой форме (2D или 3D) будет выводиться результат (рис. 2.22).
Чтобы построить модели, нужно «кликнуть» по кнопке «Считать» (см. рис. 2.17).
«Трехфракционная» система. Модель предельного напол-
нения – исходные данные (рис. 2.23) и результат (рис. 2.24). Модель коэффициента пористости – исходные данные
(рис. 2.25) и результат (рис. 2.26).
Модель коэффициента усиления – исходные данные (рис. 2.27) и результат (рис. 2.28).
«Двухфракционная» система. Модель предельного напол-
нения – исходные данные (рис. 2.29, 2.30) и результат 2D (рис. 2.31), результат 3D (рис. 2.32).
Модель коэффициента пористости – исходные данные
(рис. 2.33, 2.34) и результат 2D (рис. 2.35), результат3D (рис. 2.36).
50
elib.pstu.ru