LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Прогнозування міцності та обгрунтування оптимальних параметрів процесу пресування деревинностружкових плит

міжстружкова пористість і коефіцієнт ущільнення стружки в плиті, складені алгоритм, програма та номограма для їх визначення. Отримано регресійні залежності коефіцієнта спресування стружкового пакета від умовної щільності деревини, її вологості, тиску та температури пресування, а також міцності деревинних частинок при статичному згині від їх щільності. Дані залежності можуть бути використані в технологічних розрахунках, пов'язаних з виготовленням ДСП.

Виведена і експериментально перевірена математична модель міцності ДСП на статичний згин дає змогу, не руйнуючи плит, визначати їх міцність за параметрами сировини, матеріалів і режиму пресування. Складено програму неруйнівного методу визначення міцності ДСП на статичний згин, яка прийнята для впровадження в лабораторіях Костопільського ДБК, про що складений відповідний акт № 11 від 21.07.99 р.

Створено техніко-економічну модель розрахунку технологічних параметрів виготовлення ДСП із заданою міцністю та оптимальних значень цих параметрів для отримання максимального прибутку від реалізації продукції. Модель дозволяє прогнозувати міцність ДСП і прибуток підприємства від їх реалізації при зміні параметрів сировини, матеріалів та технологічних режимів і може бути використана на заводах з виготовлення ДСП для коректування режимів пресування і організації виробництва плит.

Розраховано оптимальні режимні параметри виготовлення ДСП стандартних товщин для різних щільностей деревинної сировини з умовою отримання максимального прибутку від реалізації плит та забезпечення їх міцності згідно стандартів України. Розроблені режими використані для виготовлення дослідної партії плит на Костопільському ДБК (акт № 12 від 23.07.99 р. про впровадження результатів науково-дослідної роботи).

Особистий внесок здобувача. Автором проведено огляд та аналіз літературно-інформаційних джерел щодо моделювання властивостей композиційних матеріалів і зокрема ДСП [2]; розроблено модель міцності ДСП на статичний згин [7], математично описано міжстружкову пористість [8], коефіцієнт ущільнення деревинних частинок в готовій плиті [4] та зміну щільності деревинних частинок під впливом вологи в процесі виготовлення ДСП [6]; здійснено планування і проведено експериментальні дослідження та аналіз їх результатів; створено регресійні моделі міцності деревинних частинок [1], коефіцієнта спресування деревинних частинок [5] та міцності ДСП на статичний згин [7]; розроблено програму для отримання оптимальних параметрів ДСП [3]; здійснено впровадження методологічних і режимних розробок на виробництві; зроблено висновки щодо результатів дисертаційної роботи та подано рекомендації їх практичного застосування.

Апробація результатів роботи. Матеріали роботи доповідались і обговорювались на:

- XII симпозіумі "Pokroky vo vyrobe a pouziti lepidiel v drevopriemysle" в м. Зволен (Словаччина) 1995;

- наукових семінарах факультету технології деревообробки і кафедри хімічної технології переробки деревини та безпеки життєдіяльності Українського державного лісотехнічного університету, м. Львів, 1998-1999;

- міжнародній конференції "Лес - экология и ресурсы", м. Мінськ (Біларусь), 1998;

- міжнародній науково-практичній конференції "Интеграция фундаментальной науки и высшего лесотехнического образования по проблемам ускоренного воспроизводства, использования и модификации древесины", м. Воронеж (Росія), 2000.

- розширеному засіданні кафедри хімічної переробки деревини і безпеки життєдіяльності Українського державного лісотехнічного університету, м. Львів, 2000.

За цими матеріалами опубліковано 8 наукових статей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 6 розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку використаної літератури, який містить 107 найменувань, і 8 додатків. Основний зміст роботи викладений на 109 сторінках друкованого тексту, що включає в себе 26 рисунків і 8 таблиць. Загальний обсяг дисертації - 175 сторінок.



ЗМІСТ ТА ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

У вступі дана загальна характеристика роботи: обгрунтована актуальність теми, визначені мета і завдання досліджень, показані наукова новизна і практична цінність роботи, наведено особистий внесок здобувача.

У першому розділі висвітлено стан питання щодо структури та властивостей деревинностружкових плит. Встановлено, що структура ДСП диференційована на різні рівні: макро-, мікро-, і субмікроскопічний, а властивості ДСП, в основному, визначаються зміною макроструктури.

Розглянуто вплив на фізико-механічні показники ДСП параметрів складових та режимних факторів технологічного процесу їх виготовлення, тому що формування властивостей ДСП - це синтез прояву компонентами плит механічних, фізико-хімічних і реологічних властивостей та створення умов для поєднання властивостей цих компонентів у єдину систему.

Проаналізовано техніко-економічні моделі композиційних матеріалів та подібних матеріалів з дисперсним середовищем.

Структурний аналіз сучасного стану питання прогнозування міцності ДСП і технологічного процесу їх виготовлення дозволяє зробити наступні висновки:

- ДСП - матеріал, який поєднує окремі компоненти в єдину систему, має певну структуру, знання про яку знаходяться у фрагментарному стані. Структуру ДСП не можна охарактеризувати окремими структурними параметрами. Зрозумілою вона може бути тільки у випадку, якщо встановити зв'язок між цими параметрами.

- просторовий фактор є домінуючим у структуротворенні ДСП. Визначенню ж міжстружкової пористості плити уваги приділено недостатньо. Для пористості відсутні математичні залежності, які б описували зв'язки її з вихідними характеристиками сировини, матеріалів і параметрами технологічного процесу виготовлення ДСП.

- формування міцнісних властивостей ДСП суттєво залежить від значної кількості факторів, які можна розділити на компонентні і технологічні. Деякі з цих факторів, такі як міцність деревинних частинок, їх деформативність в процесі пресування, досліджені не достатньо. Знання про них суперечливі.

- незважаючи на всебічне дослідження властивостей ДСП та існування методів їх досліджень, немає розробленого неруйнуючого методу визначення межі міцності ДСП на статичний згин, який базувався б на математичних залежностях і визначав би ступінь впливу того чи іншого фактора на дану межу міцності.

- розглянуті математичні та техніко-економічні моделі системно не розглядають питання оптимального вибору параметрів ДСП, які б задовільняли умови технології виготовлення, подальшого використання і зменшення вартості матеріалу.

У другому розділі розглянуто теоретичні передумови структуротворення ДСП та формування її міцності.

Для зв'язку механічних характеристик з структурою і умовами виготовлення деревинностружкових плит запропоновано математичну модель їх міцності:

(1)

де sзг – міцність ДСП на статичний згин, МПа;

sд.ч - міцність деревинної частинки в ДСП, МПа;

k – ступінь покривання клеєм поверхні контакту частинок;

kу – коефіцієнт об'ємної щільності вкладання частинок в ДСП;

nд, nс - відповідно об'ємні частки деревини і клею;

Eд, Eс - відповідно модулі пружності деревини і клею, МПа.

Деревинні частинки в готовій ДСП спресовані, тому дану міцність можна визначити з врахуванням міцності частинок до пресування і ступеня їх спресування.

Треба мати на увазі, що у клейовому з'єднанні