Формализация процесса и разработка алгоритма твердофазного смешивания компонентов гетерогенного композиционного материала


https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-263-270

Полный текст:


Аннотация

Рассмотрен один из подходов к моделированию процесса смешивания полидисперсных порошков, включающих три основные фракции различных размеров, форма которых приближается к сферической. Такой подход позволяет снизить материальные издержки на стадии разработки технологических процессов смешивания благодаря уменьшению количества проводимых экспериментов. Для получения наиболее равномерного смешивания при минимальном времени технологического процесса в основу разрабатываемой модели положена целевая функция за определенное число итераций смешивания композиции получения требуемой плотности (максимально возможной) упаковки смешиваемых частиц твердой фазы.

С целью разработки модели процесса смешивания использовался один из эвристических алгоритмов – метод отжига метала. В качестве представительного элемента модели принята элементарная ячейка в виде гексогонально плотно упакованных частиц вокруг одной, введенной в состав композиционного материала (в небольшом количестве, от 5 до 15 %) в качестве модификатора. Модель формализована с условием усреднения размеров частиц в пределах каждой из фракций, а также морфологии их поверхности. Количество итераций переупаковки частиц рассчитывается по вероятности получения минимального объема пустот в составе представительного элемента и равномерности распределения модифицирующего элемента.

Сопоставление значений, полученных в ходе моделирования, с измеренными значениями результатов перемешивания на конкретном смесителе позволят сформировать шкалу соответствия результатов моделирования режимам работы технологического оборудования. Это обеспечит возможность прогнозирования целесообразных режимов смешивания еще на этапе разработки технологического процесса при колебаниях характеристик поставляемого сырья и тем самым создать методологические основы для формирования системы управления качеством изготовления гетерогенного композиционного материала. Модель может быть адаптирована для полидисперсных порошков с содержанием более трех основных фракций.


Об авторах

А. Ф. Ильющенко
Государственное научно-производственное объединение порошковой металлургии; Институт порошковой металлургии
Беларусь

Ильющенко Александр Федорович – член­корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, генеральный директор.

Ул. Платонова, 41, 220005, Минск



В. М. Булойчик
Военная академия Республики Беларусь
Беларусь

Булойчик Василий Михайлович – доктор технических наук, профессор, начальник центра моделирования военных действий.

Пр. Независимости, 220, 220057, Минск



О. К. Кривонос
Государственное научно-производственное объединение порошковой металлургии
Беларусь

Кривонос Олег Константинович – кандидат военных наук, заместитель генерального директора.

Ул. Платонова, 41, 220005, Минск


Е. Е. Петюшик
Государственное научно-производственное объединение порошковой металлургии
Беларусь

Петюшик Евгений Евгеньевич – доктор технических наук, профессор, заместитель генерального директора по научной работе.

Ул. Платонова, 41, 220005, Минск


Список литературы

1. Энергонасыщенные гетерогенные композиционные материалы на полимерной основе. Некоторые проблемы разработки и пути их решения / А. Ф. Ильющенко [и др.] // Порошковая металлургия: респ. межведомств. сб. науч. тр. / редкол.: А. Ф. Ильющенко [и др.]. – Минск: Беларус. навука, 2016. – Вып. 39. – С. 12–16.

2. Повышение плотности упаковки твердой фазы гетерогенного композиционного материала. Основные проблемы и пути их решения / А. Ф. Ильющенко [и др.] // Порошковая металлургия: респ. межведомств. сб. науч. тр. / редкол.: А. Ф. Ильющенко [и др.]. – Минск: Беларус. навука, 2017. – Вып. 40. – С. 42–47.

3. Кривонос, О. К. Моделирование процесса смешивания энергонасыщенного композиционного материала на основе генетического алгоритма / О. К. Кривонос // Сборник научных статей Военной академии Республики Беларусь. – 2017. – Вып. 33. – С. 90–97.

4. Kirkpatrick, S. Optimization by Simulated Annealing / S. Kirkpatrick, C. D. Gelatt Jr., M. P. Vecchi // Science. – 1983. – Vol. 220, № 4598. – P. 671–680. https://doi.org/10.1126/science.220.4598.671

5. Ильющенко, А. Ф. Модифицирование энергонасыщенного гетерогенного композиционного материала цикличными нитраминами / А. Ф. Ильющенко, Е. Е. Петюшик, О. К. Кривонос // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.­тэхн. навук. – 2018. – Т. 63, № 1. – С. 27–33. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-1-27-33

6. Лопатин, А. С. Метод отжига [Электронный ресурс] / А. С. Лопатин. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/user/gran/sb1/lopatin.pdf – Дата доступа: 09.03.2018.


Дополнительные файлы

Просмотров: 104

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-8358 (Print)
ISSN 2524-244X (Online)