Механічні властивості армованих полімерних матеріалів для виготовлення пакування

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКарвацький, Антон Янович
dc.contributor.authorКараулова, Вероніка Олексіївна
dc.date.accessioned2018-05-30T14:12:02Z
dc.date.available2018-05-30T14:12:02Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractМагістерська дисертація «Механічні властивості армованих полімерних матеріалів для виготовлення пакування» / В. О. Караулова. КПІ ім. Ігоря Сікорського; н.керівник А. Я. Карвацький. Робота містить: 174 с., 31 рис., 36 табл., 3 дод., 58 посилань. Об’єкт дослідження: механічні властивості пакувальних полімерних матеріалів, армованих природними волокнами. Предмет дослідження: залежності ефективних значень механічних властивостей композитних полімерів від зміни матеріалів матриці й волокна та його об’ємного вмісту. Мета роботи полягає у дослідженні ефективних механічних властивостей нових композитних полімерів залежно від матеріалів матриці й армувального волокна природного походження та його об’ємного вмісту в композиті. Результати роботи та їх новизна. У результаті виконаних у дисертації досліджень вперше отримані такі наукові результати: 1) Обґрунтування застосування моделі ортотропного середовища для дослідження напружено-деформованого стану (НДС) зразків полімерних армованих матеріалів. 2) Алгоритм визначення ефективних значень механічних характеристик армованих полімерів за допомогою розв’язання задач НДС для композитів з ортотропними властивостями. 3) Верифікація числової моделі НДС зразка композитного полімерного матеріалу під час випробування за стандартом ASTM D638 за даними числових експериментів, отриманих за допомого ANSYS Mechanical APDL. Встановлено, що різниця між результати розрахунків не перевищує 3,8 %, що є цілком прийнятним для проведення інженерних розрахунків з метою визначення ефективних значень механічних властивостей армованих полімерів. 4) Теоретичні дослідження залежності ефективних значень механічних властивостей (модуля пружності, коефіцієнта Пуассона, границі міцності, жорсткості та ударної в’язкості) композитних полімерів, що піддаються деструкції в природних умовах, від зміни матеріалів матриці й волокна та його об’ємного вмісту. Практичне значення одержаних результатів полягає у такому: 1) На базі методу скінченних елементів розроблено числову методику та програмне забезпечення в середовищі Mathcad для розв’язання задач НДС для випадків ізотропного та ортотропного середовищ. 2) За результатами наукових досліджень отримано патент України, що включає спосіб пакування лікарських пігулок, зокрема, з використанням армованих природним волокном полімерів. 3) Розроблено рекомендації щодо впровадження в пакувальну індустрію армованих полімерів, що піддаються деструкції в природних умовах. 4) Результати дисертаційної роботи заплановано використати в навчальному процесі кафедри хімічного, полімерного та силікатного машинобудування КПІ ім. Ігоря Сікорського при викладанні дисципліни «Механіка суцільних середовищ» для спеціальності «Прикладна механіка», спеціалізації «Інжиніринг, комп’ютерне моделювання та проектування обладнання пакування». За темою дисертації опубліковано 6 друкованих праць, у тому числі 2 наукові статті у науковому фаховому виданні України, 3 тези доповідей у збірниках доповідей конференцій, 1 патент України на корисну модель.uk
dc.description.abstractenMaster's thesis "Mechanical properties of reinforced polymeric materials for packaging" / V. O. Karaulova. Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute; scientific director A. Ya. Karvatskii. The manuscript contains: 174 p., 31 fig., 36 tabl., 3 appendix, 58 reference. Object of research: mechanical properties of packaging polymeric materials reinforced with natural fibers. Subject of research: the dependence of the effective values of the mechanical properties of composite polymers on the changes in matrix and fiber materials and its volume content. The objective of the work is to study the effective mechanical properties of new composite polymers depending on the matrix materials and reinforcing fiber of natural origin and its bulk content in the composite. The results of the work and their originality. As a result of the research carried out in the dissertation, the following scientific results were obtained for the first time: 1) The use of the model of an orthotropic medium for the study of the stress-strain state of samples of polymer reinforced materials is substantiated. 2) The algorithm for determining the effective values of the mechanical characteristics of reinforced polymers by solving the problems of stress-strain state for composites with orthotropic properties. 3) Verification of the numerical model of the stress-strain state of a sample of a composite polymer material in the ASTM D638 study using data from numerical experiments with ANSYS Mechanical APDL. It is established that the difference between the results of calculations does not exceed 3.8%, which is quite acceptable for carrying out engineering calculations in order to determine the effective values of the mechanical properties of reinforced polymers. 4) Theoretical studies of the dependence of the effective values of mechanical properties (modulus of elasticity, Poisson's ratio, tensile strength, tensile toughness and impact strength) of composite polymers subjected to degradation under natural conditions, from changes in matrix and fiber materials and their volume content. The practical significance of the results obtained is as follows: 1) On the basis of the finite element method, a numerical methodology and software are developed in the Mathcad environment for solving the stress-strain state problems for cases of isotropic and orthotropic media. 2) Based on the results of scientific research, a patent of Ukraine has been obtained, which includes a method for packaging medicinal tablets, in particular using natural fiber reinforced polymers. 3) Recommendations are developed concerning the introduction of reinforced polymers into the packaging industry, which are subject to destruction under natural conditions. 4) The results of the dissertation work are planned to be used in the educational process of the Department of Chemical, Polymer and Silicate Engineering, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute in the presentation of the discipline "Continuum Mechanics" for the specialty "Applied Mechanics", specializations "Engineering, computer modeling and design of packaging equipment". Six printed works were published on the topic of the thesis, including 2 scientific articles in the scientific professional publication of Ukraine, 3 theses of reports in the conference report collections, and 1 patent of Ukraine for the utility model.uk
dc.description.abstractruМагистерская диссертация «Механические свойства армированных полимерных материалов для изготовления упаковки» / В. А. Караулова. КПИ им. Игоря Сикорского; н.руков. А. Я. Карвацкий. Робота содержит: 174 с., 31 рис., 36 табл., 3 прил., 58 ссылок. Объект исследования: механические свойства упаковочных полимерных материалов, армированных природными волокнами. Предмет исследования: зависимости эффективных значений механических свойств композитных полимеров от изменения материалов матрицы и волокна и его объемного содержания. Цель работы состоит в исследовании эффективных механических свойств новых композитных полимеров в зависимости от материалов матрицы и армирующего волокна природного происхождения и его объемного содержания в композите. Результаты работы и их новизна. В результате выполненных в диссертации исследований впервые получены следующие научные результаты: 1) Обосновано применение модели ортотропной среды для исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) образцов полимерных армированных материалов. 2) Алгоритм определения эффективных значений механических характеристик армированных полимеров с помощью решения задач НДС для композитов с ортотропными свойствами. 3) Верификация численной модели НДС образца композитного полимерного материала при исследовании по стандарту ASTM D638 по данным численных экспериментов, полученных с помощью ANSYS Mechanical APDL. Установлено, что различие между результатами расчетов не превышает 3,8 %, что является вполне приемлемым для проведения инженерных расчетов с целью определения эффективных значений механических свойств армированных полимеров. 4) Теоретические исследования зависимости эффективных значений механических свойств (модуля упругости, коэффициента Пуассона, предела прочности, жесткости и ударной вязкости) композитных полимеров, подвергающихся деструкции в природных условиях, от изменения материалов матрицы и волокна и его объемного содержания. Практическое значение полученных результатов состоит в следующем: 1) На основе метода конченых элементов разработано численную методику и программное обеспечение в среде Mathcad для решения задач НДС для случаев изотропной и ортотропной сред. 2) По результатам научных исследований получен патент Украины, включающий способ упаковки лекарственных таблеток, в частности, с использованием армированных природным волокном полимеров. 3) Разработаны рекомендации, касающиеся внедрения в упаковочную индустрию армированных полимеров, которые подвергаются деструкции в природных условиях. 4) Результаты диссертационной работы планируется использовать в учебном процессе кафедры химического, полимерного и силикатного машиностроения КПИ им. Игоря Сикорского при изложении дисциплины «Механика сплошных сред» для специальности «Прикладная механика», специализации «Инжиниринг, компьютерное моделирование и проектирование упаковочного оборудования». По теме диссертации опубликовано 6 печатных трудов, в том числе 2 научные статьи в научном профессиональном издании Украины, 3 тезиса докладов в сборниках докладов конференций, 1 патент Украины на полезную модель.uk
dc.format.page174 с.uk
dc.identifier.citationКараулова, В. О. Механічні властивості армованих полімерних матеріалів для виготовлення пакування : магістерська дис. : 131 Прикладна механіка / Караулова Вероніка Олексіївна. – Київ, 2018. – 174 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/23131
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectполімерний композитuk
dc.subjectматрицяuk
dc.subjectнатуральне волокноuk
dc.subjectмеханічні властивостіuk
dc.subjectчисельне моделюванняuk
dc.subjectнапружено-деформований станuk
dc.subjectупаковкаuk
dc.subjectтараuk
dc.subjectpolymer compositeuk
dc.subjectmatrixuk
dc.subjectnatural fiberuk
dc.subjectmechanical propertiesuk
dc.subjectnumerical simulationuk
dc.subjectstress-strain stateuk
dc.subjectpackaginguk
dc.subjecttarauk
dc.subjectполимерный композитuk
dc.subjectматрицаuk
dc.subjectприродное волокноuk
dc.subjectмеханические свойстваuk
dc.subjectчисленное моделированиеuk
dc.subjectнапруженно-деформированное состояниеuk
dc.subject.udc621.798.14:539.4-025.25uk
dc.titleМеханічні властивості армованих полімерних матеріалів для виготовлення пакуванняuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Karaulova_magistr.pdf
Розмір:
8.34 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ХПСМ)
Магістерські роботи