creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/23121327_2022_2_19creexp-217Research ArticleЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ И МЕТОДЫ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИАвтоматизированная система контроля агрегатных и фазовых изменений в полимерных материалахAutomated device for determining the changes in phase and state of polymer materialshttps://orcid.org/0000-0002-7557-7774ФилиппенкоНиколай ГригорьевичFilippenkoNikolai G.

кандидат технических наук, доцент

ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074

 

associate professor

Chernyshevsky, 15, Irkutsk, 664074

ifpi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1160-5756БаканинДенис ВикторовичBakaninDenis V.

аспирант

ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074

 

graduate student

Chernyshevsky, 15, Irkutsk, 664074

denis.bakan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0653-8472БычковскийВладимир СергеевичBychkovskyVladimir S.

аспирант

ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074

 

graduate student,

Chernyshevsky, 15, Irkutsk, 664074

bikovskii_vs@mail.ruИркутский государственный университет путей сообщенияРоссияIrkutsk State University of Railway TransportRussian Federation202228022026021933Copyright © Филиппенко Н.Г., Баканин Д.В., Бычковский В.С., 20262026Филиппенко Н.Г., Баканин Д.В., Бычковский В.С.Filippenko N.G., Bakanin D.V., Bychkovsky V.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/217

Данная работа посвящена разработке системы управления процессом исследования теплофизических свойств и фазовых превращений в полимерных и композитных материалах. Использование полимерных материалов взамен цветных и нержавеющих металлов является необходимым и перспективным процессом при производстве и ремонте узлов и механизмов летательных аппаратов. Особое развитие эта тенденция получила в последние десятилетия не только в авиации, но и целиком в транспортном машиностроении. Замена металлов пластиками и композитами на их основе снижает главный показатель в изделиях данной отрасли, а именно его вес. Зачастую при проектировании и использовании летательных аппаратов становится просто невозможным изготовить конкурентоспособные изделия без применения полимеров и композитов в их конструкции. Прочностные данные полимеров в ряде конструкций ЛА компенсируются ресурсами их использования, которые не всегда измеряются значительными временными показатели. Тем не менее, несмотря на уникальные возможности новых конструкционных полимеров, остается открытым вопрос об их изменяющихся электро-физико-химических свойствах в процессе воздействия на них температурных нагрузок и других факторов внешнего воздействия в период эксплуатации. Представленный авторами алгоритм автоматизированного управления процессом высокочастотной электротермии позволил получать более точные результаты исследований. Реализованный алгоритм автоматизированной системы управления в виде программного комплекса позволил получить новые и уточнить уже имеющиеся результаты ранее проведенных экспериментов в отношении конструкционных материалов, используемых при изготовлении и ремонте летательных аппаратов и других транспортных средств

This paper is devoted to the development of a control system for the study of thermophysical properties and phase transformations in polymer and composite materials. The use of polymeric materials instead of non-ferrous and stainless metals is a necessary and promising process in the production and repair of units and mechanisms of aircraft. This trend has received particular development in recent decades, not only in aviation, but also in the entire transport engineering. Replacing metals with plastics and composites based on them reduces the main indicator in the products of this industry, namely its weight. Often, when designing and operating aircraft, it becomes simply impossible to manufacture competitive products without the use of polymers and composites in their design. The strength properties of polymers in a number of aircraft designs are compensated by the resources of their use, which are not always measured by significant time resources. Nevertheless, despite the unique capabilities of new structural polymers, the issue of changing their electro-physic-chemical properties in the process of exposure to temperature loads and other external factors during operation remains open. The algorithm of automated control and monitoring of the experimental study of the process of high-frequency electrothermy presented by the authors makes it possible to obtain more objective data on the results of the studies. The implemented algorithm of the automated control system, in the form of a software package, made it possible to obtain new and clarify the existing results of previously conducted experiments in relation to structural materials used in the manufacture and repair of aircraft and other vehicles

транспортполимерные материалыкомпозитытеплофизические свойства автоматизированная система управления научных исследованийфазовые превращенияtransportpolymeric materialscompositesthermophysical propertiesautomated control system for scientific researchphase transformationsReferencesБезрукова Е. Н. Влияние потерь тепла по термопаре при измерении температуры в твердых телах / Е. Н. Безрукова, О. А. Сергеев, Д. А. Татарашвили // Тр. ин-тов Комитета стандартов. – Л.: Стандарты, 1991. Вып. 129 (189). С. 187-192.Bader N. (1996). High frequency drying of porous materials. Drying technology. V. 14: 7-8: 1499-1523.Буторин Д. В. Автоматизация процесса контроля фазовых и релаксационных превращений в полимерных материалах / Д. В. Буторин, Н. Г. Филиппенко, А. В. Лившиц // Информационные системы и технологии. – Орел: ОГУ имени И. С. Тургенева, 2017. № 1 (99). С. 44-53.Bezrukova E. N., Sergeev O. A., Tatarashvili D. A. (1997). Influence of heat losses by thermocouple when measuring temperature in solids. Standards. 129 (189): 187-192. (In Russian)Буторин Д. В. Разработка методики определения структурных превращений в полимерных материалах / Д. В. Буторин, Н. Г. Филиппенко, С. Н. Филатова, А. В. Лившиц, С. К. Каргапольцев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Иркутск: ИрГУПС, 2015. Вып. 4(48) С. 80-86.Butorin D. V., Filippenko N. G., Filatova A. V. Livshits A. V., Kargapoltsev S. K. (2015). Development of methods for determining structural transformations in polymer materials. Modern technologies. System analysis. Modeling. Irkutsk: Ir-GUPS. 4(48): 80-86. (In Russian)Волович Г. C. Интегральные датчики Холла // Современная электроника. 2004. Вып. 12. С. 26-31.Butorin D. V., Filippenko N. G., Livshits A. V. (2017). Automation of the process of control of phase and relaxation transformations in polymeric materials. Information systems and technologies. Orel: OGU named after I. S. Turgenev. 1 (99): 44-53. (In Russian)Гордов А. Н. О методике определения погрешностей результата измерений / В. С. Пеллинец, А. Е. Синельников // Тр. метрол. ин-тов СССР. ВНИИ-ме-фол. 1972, вып. 130 (190) С. 102-109.Filippenko N. G. (2020). Investigation of high-frequency impact on polymer materials of rolling stock products // WoSIOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2020 p. 012021.Крыжановский В. К. Технические свойства полимерных материалов: Учебно-справочное пособие / В. К. Крыжановский, В. В. Бурлов, А. Д. Паниматченко. – СПб: Профессия, 2003. – 240 с.Frolich H. (1980). Biological effects of microwaves and related issues. Adv. Electron and Elektrom Plius. V. 53: 85-152.Лившиц А. В. Исследование влияния диэлектрических элементов рабочего конденсатора высокочастотной электротермической установки на процесс обработки полимерных материалов / А. В Лившиц, Н. Г. Филиппенко // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2013. № 3 (39). С. 270-275.Gordov A. N., Pellinets V. S., Sinelnikov A. E. (1972). On the methodology for determining measurement result errors. Tr. metrol. Institute of the USSR. VNII-me-fol. 130(190): 102-109. (In Russian)Липа О. А. Использование регуляторов непрямого действия для управления процессами поддержания параметров микроклимата в условиях статической неопределённости // [Электронный ресурс]. – 2021 URL: edu.rgazu.ru/file.php/1/vestnik_rgazu/ data/20140519155047 /013.pdf (дата обращения: 10.10.2021).Kryzhanovsky V. K., Burlov V. V., Panimatchenko A. D. (2003). Technical properties of polymer materials: Textbook. St. Petersburg: Profession, 240 p. (In Russian)Пивень А. Н. Теплофизические свойства полимерных материалов: справочник / А. Н. Пивень, Н. А. Гречаная, И. И. Чернобыльский. – Киев: издательское объединение «Вища школа», 1996. 180 с.Lipa. A. (2021). The use of indirect action regulators to control the processes of maintaining microclimate parameters in conditions of static uncertainty – Access mode: [Electronic resource] – URL: http://edu.rgazu.ru/file.php/1/vestnik_rgazu/data/20140519155047 /013.PDF format. (accessed 10.10.2021). (In Russian)Платунов Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. – Л.: Энергия, 1973. 143 с.Livshits A. V., Filippenko N. G. (2013). Investigation of the influence of dielectric elements of the working capacitor of a high-frequency electrothermal installation on the processing of polymer materials. Modern technologies. System analysis. Modeling. 3 (39): 270-275. (In Russian)Слепнева, Л. М. Физикохимия полимеров: Электронный учебно-методический комплекс. Минск: 2014. 129 с.Piven A. N., Grechanaya N. A., Chernobylsky I. I. (1996). Thermophysical properties of polymer materials: handbook. Kiev: Publishing association "Vishcha shkola", 180 p. (In Russian)Термодат А. С. ПИД-закон регулирования. Методы нахождения ПИД коэффициентов // [Электронный ресурс]. – 2021 URL: http://www.termodat.ru/pdf/pid.pdf, (дата обращения: 10.10.2021).Platunov E. S. (1973). Thermophysical measurements in monotonic mode. Energy, 143 p. (In Russian)Bader Н. High frequency drying of porous materials // Drying Technology. 1996. V. 14, № 7-8. P. 1499-1523.Slepneva L. M. (2014). Physic chemistry of polymers – Minsk, 129 p. (In Russian)Filippenko N. G. Research of high-frequency influence on polymeric materials of rolling stock products // WoSIOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020 С. 012021.Thermodat A. S. (2021). PID-the law of regulation. Methods for finding the coefficients of PID – Repress access: [Electronic resource] – URL: http://www.termodat.ru/pdf/pid.pdf, (accessed 10.10.2021). (In Russian)Frohlich H. The biological effects of microwaves and related questions // Adv. Electron, and Electrom Plius, 1980. V. 53. P. 85-152.Volovich G. C. (2004). Integral Hall sensors. Modern Electronics. V. 12: 26-31. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.