ФУНКЦИИ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕСЧАНО-СМОЛЯНЫХ СМЕСЕЙ

 

Куликов В.Ю., Платонова Е.С., Тимошенко В.С., Воропаева О.Ю.

(КарГТУ, г. Караганда, Республика Казахстан)

 

The functions реологических characteristic sandy-resin mixtures are Considered. The Organized studies main function, which characterize the реологические a characteristic sandy-resin ambiences depending on attached steady-state pressure.

 

Проблемы развития, размещения и концентрации производства в современных условиях приобрели большое значение. От их решения во многом зависят темпы дальнейшего повышения эффективности общественного производства. Эффективность развития промышленности непосредственно связана  с развитием литейного производства.

Значительные резервы экономии материальных ресурсов заключаются в реализации мероприятий, связанных с совершенствованием технологических процессов литейного производства. Высокие непроизводительные расходы металла в машиностроении в большинстве случаев объясняются применением малопроизводительной техники и неэффективностью устаревших внедряемых технологических процессов.

Одним из способов, позволяющих повысить производительность труда и дающим возможность получать качественные отливки, является литье в оболочковые формы. Наполнителем в таких смесях является кварцевый песок, а в качестве связующего используется термореактивная смола – пульвербакелит.  

К основным функциям, которые характеризуют реологические свойства сжимаемых упругих вязко-пластичных сред и входят в систему уравнений, описывающих напряжённо-деформированное состояние, относятся зависимости [1, 2]:

- модуля пластичности λ от плотности смеси δ;

- модуля пластичности λ от среднего нормального напряжения σ_ср;

- интенсивности  касательных  напряжений  Т  от  интенсивности деформаций ,

где Т=f(),

                         Т=,                          (1)            

                         ,                            (2)      

где σ₁, σ₂, σ₃ – компоненты тензора напряжений;

       ₁, ₂, ₃ – компоненты тензора скоростей деформации.

  - среднего нормального напряжения от средней скорости деформации:

                                             σ_ср=f(),                                                                   (3)

                                                       =1/3·(₁+₂+₃),                                                     (4)

                                  σ_ср=1/3·( σ₁+ σ₂+ σ₃),                                                          (5)     λ=2·Т/.                                                                (6)

Эти зависимости определяются из экспериментов на трёхосное сжатие.

В ходе экспериментов установлено, что при постоянном среднем нормальном напряжении интенсивность Т роста касательных напряжений в смеси уменьшается по мере увеличения скоростей их нагружения. Аналогичная зависимость существует и для зависимости Т от среднего нормального напряжения σ_ср. Определено, что, чем больше σ_ср, тем больше Т (рисунок 1). При σ_ср=0 определяется напряжение чистого сдвига или коэффициент сцепления. При использовании смесей с большим количеством связующего понижается интенсивность касательных напряжений. Это происходит из-за того, что такие смеси имеют меньшую динамическую вязкость. В этой серии экспериментов использовали смеси с содержанием связующих П 5% и 7%.

  

Рисунок 1 – Зависимость интенсивности касательных напряжений от среднего нормального напряжения

 

Значительный рост скорости объёмной деформации ε_V (рисунок 2) в первоначальный момент происходит вследствие того, что воздух внутри пор песчано-смоляной смеси играет роль смазки. В экспериментах использованы марки песков 1К02 и 1К0316.

  Рисунок 2– Зависимость объёмной деформации от времени твердения смеси

В результате экспериментов определено, что с увеличением времени твердения смеси скорость объемной деформации снижается (рисунок 3). Смесь на основе песков разной фракции более прочная и имеет меньшую объёмную деформацию и скорость объёмной деформации.

      

Рисунок 3 – Зависимость скорости объёмной деформации от времени твердения смеси

 

На рисунке 4 представлены зависимости, характеризующие изменение модуля пластичности λ и модуля объёмного сжатия К песчано-смоляной смеси от среднего нормального напряжения σ_ср. Определено, что с увеличением σ_ср (и плотности смеси) модули смеси интенсивно повышаются.

  Рисунок 4 – Зависимость модулей пластичности и объемного сжатия  от среднего нормального напряжения

 

Определение зависимости модуля пластичности от плотности смеси показали, что с увеличением плотности значение модуля пластичности резко возрастает. Результаты проведённой серии экспериментов представлены на рисунке 5.

Значения компонентов напряжений в направлении главных осей σ₁, σ₂, σ₃ и деформации ε₁, ε₂, ε₃, а также скорости деформаций ₁, ₂, ₃ получали из осциллограмм.

Рисунок 5 – Зависимость модуля пластичности от плотности смеси

 

Экспериментальное определение зависимости между интенсивностью касательных напряжений и скоростью деформации показали, что с повышением давления на смесь (то есть увеличением среднего нормального напряжения) значение Т понижается. Результаты экспериментов представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Зависимость интенсивности касательных напряжений от скорости деформации сдвига

 

Таким образом, проведены исследования основных функций, которые характеризуют реологические свойства песчано-смоляных сред в зависимости от приложенного статического давления.

Литература

   1. Матвеенко И.В., Исагулов А.З., Юсуфович А.Б. Реологические исследования формовочных смесей. // Автомобильная промышленность. – 1980, № 10. – С. 28 – 30.

            2. Исагулов А.З., Медведева И.Е. Использование перегородки в литейных ковшах Материалы Международной научно-технической конференции «ISTIQLOL» «Современная техника и технология горно-металлургической отрасли и пути их развития» (29-30 сентября 2008 г.) – Навоий, 2008. – С. 177-178.