"Исследование физико-механических свойств древесно-композиционных материалов на основе ФФО полученных методом экструзии"

изучение методом математического планирования эксперимента влияния параметров вариации (температура экструзии, ход поршня, расход связующего) на параметры оптимизации (плотность, твердость, число упругости, модуль упругости при сжатии, водопоглощение, разбухание параллельно экструзии и разбухание по объёму) при изготовлении древесно-композиционных материалов на экспериментальной установке методом экструзии;

получение системы уравнений для описания изучаемых процессов экструзии при изготовлении древесно-композиционных материалов на экспериментальной установке.

С этой целью была составлена матрица планирования эксперимента на основе регрессионного двухуровневый трехфакторный анализа математического планирования полного факторного эксперимента [1].

В качестве независимых факторов были использованы: скорость экструзии (Z1), температура экструзии (Z2), а также расход связующего (Z3) (таблица 1). За выходные параметры были взяты: плотность (Р), твёрдость (Т), упругость (У), модуль упругости при сжатии (E), водопоглощение (В), разбухание параллельно экструзии (L) и разбухание по объёму (Lv).

Таблица 1 – Матрица планирования эксперимента

На основании составленной матрицы планирования была получена серия из 11 брусков с размером 30 х 40 х h мм. У полученных образцов измерялись размеры и масса, с последующим определением плотности. Для определения прочности при сжатии, твердости, водопоглощения, разбухания бруски распиливались на образцы с размером 30 х 40 х 30 мм и делились на две группы (примерно по 4 штуки).

Первая группа испытывалась на твёрдость, и по полученным данным испытаний на твердость определялось число упругости и модуль упругости при сжатии. После испытаний на твёрдость, поверхности у образцов, полученные при распиливании, покрывались слоем парафина, и испытывалась на водопоглощение и разбухание за 24 часа.

Вторую группу образцов предполагается испытывать только на определение прочности при сжатии.

Обобщенные результаты расчета физико-механических свойств образцов-брусков ДКМ сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Физико-механические свойства образцов-брусков ДКМ

Все полученные экспериментальные данные предполагается обработать с помощью пакета ППП “Microsoft Excel”, с получением уравнений регрессий для значимых параметров оптимизации, с оценкой их достоверности. Из последующего анализа данных поверхностей и с помощью пакета ППП “Microsoft Excel” «Поиск решения» [2], предполагается подобрать оптимальный режим экструзии для получения ДКМ, исходя из условий наименьшего (минимального) значения водопоглощения, разбухания параллельно экструзии и по объёму и наибольшего (максимального) значения твердости, с последующим подтверждением экспериментальными данными.

1. Ахназаров С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии / С.Л. Ахназаров, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985. 349 с.
2. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0 / Б.Я.Курицкий. С-Пб.: ВНV – Санкт-Петербург, 1997.-384с.