Структура лекции для магистров

Заключение

Разработка WBS

WBS разрабатывается путем итерационного рассмотрения целей и результатов проекта, критериев планирования/достижения функциональности, объема работ, реализации технических требований и других технических атрибутов. Верхние уровни WBS могут быть разработаны на ранней, концептуальной стадии проекта. Дальнейшая детализация WBS возможна, как только будет определен проект и подготовлены спецификации.

Основной процесс разработки WBS состоит из следующих шагов:

• Первый шаг — определение конечных результатов проекта — что должно быть произведено (поставлено) для обеспечения успешного завершения проекта. В качестве руководства рекомендуется проанализировать, рассмотреть документы, описывающие общий объем работ по проекту.
• Второй шаг — определение основных пакетов работ, необходимых для получения конечных результатов (продуктов) проекта. Часто такими основными пакетами работ являются результаты, необходимые для создания результата проекта, но вместе с тем, сами по себе они не являются целями проекта (например технические требования к разработке ПСД).
• Третий шаг — объединение дополнительных уровней детализации в соответствии с внутренней системой управления и единой системой контроля. Такие элементы обычно связаны с четким и раздельным определением отдельных результатов (продуктов) проекта.
• Четвертый шаг — пересмотр (анализ) и усовершенствование WBS до тех пор, пока все участники проекта не будут согласны, что планирование проекта может быть успешно завершено, и можно будет успешно управлять, контролировать и регулировать получаемые результаты.

Как только закончена разработка WBS, можно приступать к определению детальных работ и к назначению ответственных исполнителей за пакеты работ. Взаимосвязь между техническими требованиями, WBS, содержанием работ, ресурсными планами, директивным и детальными графиками обеспечивает предоставление комплексной информации по стоимостным данным, данным по срокам и выполнению.

WBS является инструментом, позволяющим руководителю проекта получить четкую картину конечного и всех промежуточных результатов проекта. Принимая это во внимание, следующие постулаты помогут разработать WBS, позволяющую управлять проектом:

• Думайте целиком о проекте. (Рассматривайте результаты проекта на укрупненном уровне.)
• Думайте о результатах проекта. (Что должно быть подготовлено/ что требуется?)
• Думайте о конечном результате. (Как данный элемент входит в конечный результат?)

Есть ли у Вас общее представление о конечном продукте? Какие его составные части? Как составные части работают вместе? Что нужно сделать? Такой анализ позволяет получить четкую формулировку, что такое результат проекта. Как только WBS будет создана, важно, чтобы руководство проекта понимало «как все работает» при выполнении работ. В этом отношении:

• Продумайте измерение выполнения. (Какие этапы, промежуточные вехи?)
• Продумайте шкалы измерения. (Как Вы будете измерять? Будет ли это понятно, когда Вы это увидите? Как Заказчик определит, успешно ли выполняется проект?)
• Когда Вы узнаете, что Вы сделали?

Точная связь между пакетом работ (элементом WBS) и связанными с ним стоимостью и сроками является критичной для проведения интегрированного анализа стоимости, сроков и выполнения графика. Таким образом, руководитель проекта должен принимать во внимание следующее:

• Влияние на стоимость и сроки может быть определено, если есть четкая связь между плановыми и фактическими показателями, оцененными на основе WBS.
• Все работы пакета должны быть оценены, обеспечены ресурсами, для них должны быть рассчитаны сроки, определен бюджет и обеспечен контроль. WBS состоит из двух частей: структуры и определения элементов.
• Там, где есть определенная связь между параметрами выполнения и плановыми показателями по пакетам работ, взаимосвязь нужно определять на верхних уровнях WBS. Таким образом, все пакеты работ нижнего уровня могут быть связаны с параметрами выполнения.
• Систематическая оценка и измерение выполнения на основе системы показателей позволяют вовремя получить предупреждения о потенциальных проблемах и их сущности.

Дата публикации: 07.11.2006

Тема «Композиционные материалы»

по материалам презентации Лысенко А.А. «Композиционные материалы»

Слайд №1 Композиционные материалы

Определение КМ

википедия: композицио́нный материа́л (компози́т, КМ) — искусственно созданный неоднородный

Композиционные материалы — многокомпонентные материалы, состоящие из пластичной основы - матрицы, и наполнителей, играющих укрепляющую и некоторые другие роли. Между фазами (компонентами) композита имеется граница раздела фаз [1].

Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого существенно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Т.е. признаком композиционного материала является заметное взаимное влияние составных элементов композита, т.е. их новое качество, эффект. Синергирующий эффект.

Синерги́я (греч. συνεργία, от греч. syn — вместе, ergos — действующий, действие) — суммирующий эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы [2].

Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, применяя специальные дополнительные реагенты и т.д., получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств.

Почему интерес к композиционным материалам проявляется именно сейчас? Потому, что традиционные материалы уже не всегда или не вполне отвечают потребностям современной инженерной практики.

Слайд №2-7 Классификация. По происхождению

Природные. Примеры:

- древесина

- кости

Кость-относительно жесткий и легких композитный материал, сформированных в основном из фосфата кальция.

Кости человека и животных представляют собой композиционный материал, состоящий из двух совершенно различных компонентов: коллагена и минерального вещества. Коллаген – один из главных компонентов соединительной ткани (из него в основном состоят все наши сухожилия). Большая часть минерального компонента кости – соли кальция. Атомы кальция составляют 22% общего числа атомов кости. В остальных тканях тела (мышцах, мозге, крови и т.д.) число атомов кальция близко к 12-13%. Если кость подержать достаточно долго в 5% растворе уксусной кислоты, то весь минеральный компонент в ней растворится, оставшаяся кость, состоящая в основном из коллагена, станет эластичной, как резиновый жгут, и ее можно будет свернуть в кольцо [3].

- панцири

- кожи, многие виды природных минералов

Техногенные [3]. Примеры:

- бетон

Самые распространенные композиционные материалы. В настоящее время производится большая номенклатура бетонов, отличающихся по составам и свойствам. Современные бетоны производятся как на традиционных цементных матрицах, так и на полимерных (эпоксидных, полиэфирных, фенолоформальдегидных, акриловых и т.д.). Современные высокоэффективные бетоны по прочности приближаются к металлам. Популярными становятся декоративные бетоны.

- углепластики

Наполнителем в этих полимерных композитах служат углеродные волокна. Углеродные волокна получают из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, сополимеров акрилонитрила, нефтяных и каменноугольных пеков и т.д. Матрицами в угепластиках могут быть как термореактивные, так и термопластичные полимеры. Основными преимуществами углепластиков по сравнению со стеклопластиками является их низкая плотность и более высокий модуль упругости, углепластики — очень легкие и, в то же время, прочные материалы. На основе углеродных волокон и углеродной матрицы создают композиционные углеграфитовые материалы — наиболее термостойкие композиционные материалы (углеуглепластики), способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000° С.

- стеклопластики

полимерные композиционные материалы, армированные стеклянными волокнами, которые формуют из расплавленного неорганического стекла. В качестве матрицы чаще всего применяют как термореактивные синтетические смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные и т.д.), так и термопластичные полимеры (полиамиды, полиэтилен, полистирол и т.д.). Стеклопластики обладают высокой прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами, кроме того, они прозрачны для радиоволн. Слоистый материал, в котором в качестве наполнителя применяется ткань, плетенная из стеклянных волокон, называется стеклотекстолитом.

- текстолиты

слоистые пластики, армированные тканями из различных волокон. Технология получения текстолитов была разработана в 1920-х г.г. на основе фенолформальдегидной смолы. Полотна ткани пропитывают смолой, затем прессуют при повышенной температуре, получая текстолитовые пластины или фасонные изделия. Связующими в текстолитах является широкий круг термореактивных и термопластичных полимеров, а иногда и неорганические связующие на основе силикатов и фосфатов. В качестве наполнителя используются ткани из самых разнообразных волокон — хлопковых, синтетических, стеклянных, углеродных, асбестовых, базальтовых и т.д. Соответственно разнообразны свойства и применение текстолитов.

- КМ на основе керамики

Армирование керамических материалов волокнами, а также металлическими и керамическими дисперсными частицами позволяет получать высокопрочные композиты, однако, ассортимент волокон, пригодных для армирования керамики, ограничен свойствами исходного материала. Часто используют металлические волокна.

Армирование керамики дисперсными металлическими частицами приводит к новым материалам (керметам) с повышенной стойкостью, устойчивостью относительно тепловых ударов, с повышенной теплопроводностью. Из высокотемпературных керметов делают детали для газовых турбин, арматуру электропечей, детали для ракетной и реактивной техники. Твердые износостойкие керметы используют для изготовления режущих инструментов и деталей. Кроме того, керметы применяют в специальных областях техники — это тепловыделяющие элементы атомных реакторов на основе оксида урана, фрикционные материалы для тормозных устройств и т.д.

Слайд №8-10 Классификация. По строению

Большое значение расположение элементов композитного материала, как в направлениях действующих нагрузок, так и по отношению друг к другу, т.е. упорядоченность. Высокопрочные композиты, как правило, имеют высокоупорядоченную структуру [1].

Простой пример. Горсть древесных опилок, брошенная в ведро цементного раствора никак не повлияет на его свойства. Если опилками заменить половину раствора - то существенно изменится плотность материала, его теплофизические константы, себестоимость производства и др. показатели. Но, горсть полипропиленовых волокон сделает бетон ударопрочным и износостойким, а полведра фибры обеспечат ему упругость, совсем не свойственную минеральным материалам.

В слоистых композиционных материалах матрица и наполнитель расположены слоями, как, например, в триплексах, фанере, клееных деревянных конструкциях и слоистых пластиках.

Волокнистые композиты армируются волокнами или нитевидными кристаллами.

Широко варьировать свойства материала позволяет также изменение ориентации размера и концентрации волокон [1].

Микроструктура остальных классов композиционных материалов характеризуется тем, что матрицу наполняют частицами армирующего вещества, а различаются они размерами частиц. В композитах, упрочненных частицами, их размер больше 1 мкм, а содержание составляет 20-25% (по объему), тогда как дисперсноупрочненные композиты включают в себя от 1 до 15% (по объему) частиц размером от 0,01 до 0,1 мкм. Размеры частиц, входящих в состав нанокомпозитов еще меньше и составляют 10-100 нм [1].

Слайд №11 Классификация. Методы получения

Слайд №12-14 Классификация. Методы получения. Прессование

Типы применяемых пресс-материалов:

Дисперсии

Препреги

Премиксы

Методы прессования:

прямее прессование

литьевое прессование

вакуумное прессование

прессования с помощью эластичной диафрагмы

– под давлением

– Под вакуумом

Температурные режимы:

Холодное

Горячее

Технологические стадии получения композитов методом прессования:

1. изготовление пресс-формы;

2. подготовка пресс-формы (наносят антиадгезионное покрытие - смазка или фторопластовая пленка); подготовка препрега (раскрой, кондиционирование);

3. закладка препрега в пресс-форму;

4. смыкание пресс-формы;

5. нагрев пресс-формы и окончательное смыкание;

6. выдержка;

7. раскрытие пресс-формы;

8. охлаждение детали в пресс-форме (при необходимости);

9. выемка детали;

10. механическая доработка изделия.

Слайд №15-16 Классификация. Методы получения. Прессование

Слайд №17-18 Классификация. Методы получения. Вакуумная инфузия

Процесс, при котором с применением вакуумной пленки (мешка) создается разряжение в рабочей полости формы и за счет разницы в давлении происходит втягивание смолы и пропитка армирующих материалов. По сравнению в контактным формованием метод вакуумной инфузии позволяет получать стеклопластики с более высоким коэффициентом армирования и значительно более низким содержанием пор. При этом методе производства стеклопластиков также значительно снижается эмиссия вредных веществ (например, стирола) в воздух рабочей зоны.

Слайд №19-21 Классификация. Методы получения. Заливка в форму. Инжекция [5]

При изготовлении средних и крупных партий изделий из стеклопластика целесообразно применить метод инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму (метод RTM – Resin Transfer Moulding). Технология изготовления стеклопластика по методу инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму требует использования специальной оснастки, состоящей из двух частей: самой матрицы и ответной формы –пуансона. Суть метода изгототовления стеклопластика инжекцией заключается в следующем: между матрицей и пуансоном укладывается сухой, предварительно раскроенный стеклянный материал. Это может быть стеклоткань, специальный стекломат или другой вид армирующего материала. Затем, при помощи специального оборудования, в закрытую форму под давлением инжектируется смесь полиэфирная смола - отвердитель. После отверждения уже готовое изделие из стеклопластика извлекается из формы и подвергается механообработке, если требуется.

Технология изготовления стеклопластика по методу инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму требует определённых финансовых затрат, как на оборудование для инжекции полиэфирной смолы, вспомогательное оборудование, так и на изготовление двухсторонней оснастки для изготовления изделия из стеклопластика.

Тем не менее, метод изготовления стеклопластика инжекцией обладает существенными преимуществами по сравнению с технологией изготовления стеклопластика ручной формовкой или технологией изготовления стеклопластика напылением:

· Обе стороны изделия из стеклопластика имеют гладкую поверхность с предварительно заданным рельефом;

· При изготовлении стеклопластика инжекцией минимизированы отходы материалов;

· Точные размеры и отличное воспроизводство изделий из стеклопластика;

· Повышенное содержание стеклянного наполнителя при изготовлении стеклопластика (до 65% от объема изделия);

· Отсутствие воздушных включений в изделии из стеклопластике;

· Сокращение времени изготовления изделия из стеклопластика в 5-20 раз;

· Увеличение скорости оборачиваемости оснастки;

· Уменьшение количества рабочих, снижение требований к квалификации при изготовлении стеклопластика;

· Резкое снижение выделений вредных веществ в атмосферу, улучшение рабочей обстановки, снижение затрат на вентиляцию при изготовлении стеклопластика;

· Возможность введения наполнителей других типов (снижение себестоимости изделия из стеклопластика, усиление огнестойких свойств, снижение степени усадки полиэфирной смолы при отверждении).

Слайд №22-23 Классификация. Методы получения. Намотка

• Методом намотки получают тела-вращения

• Намотка мокрым и сухим препрегом

• Преформа может быть мягкой, жесткой, разборной

• Существует большое количество способов намотки

• В качестве связующего и наполнителя могут использоваться различные материалы: непрерывные наполнители – нити, ровинги, ленты, полотна (стеклянные волокна, базальтовые, углеродные)

• Используются методы холодного и горячего отверждения

• Существуют комбинированные способы получения изделий (прокладывание дополнительных слоев, ламинированные изделия, совмещение намотки с экструзией)

Слайд №24-25 Классификация. Методы получения. Пултрузия

Основные преимущества:

• Процессы пропитки и отверждения материала могут быть очень быстрыми.

• Автоматизированное управление содержанием смолы в ламинате.

• Недорогие материалы.

• Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.

• Закрытый процесс пропитки волокна.

Основные недостатки:

• Ограниченная номенклатура изделий.

• Дорогое оборудование.

Слайд №24-25 Классификация. Методы получения. Ламинирование

1. http://www.dpk-deck.ru/page/compositi-opred.html
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%E8%ED%E5%F0%E3%E8%FF
3. http://en.wikibooks.org/wiki/Adventist_Youth_Honors_Answer_Book/Health_and_Science/Bones,_Muscles,_and_Movement
4. http://c-a-m.narod.ru/wpc/composite.html
5. http://www.composite.ru/tehnologii/frp_technology/rtm/

Дата добавления: 2014-01-11