ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Автор: Юлия Борисовна Фасхутдинова

Соавторы: Сметанников О.Ю.

Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Эффект памяти формы в изделиях из сшитого полиэтилена лежит в основе изготовления и применения термоусаживаемых трубок (рис. 1). На этапе экспандинга предварительно нагретое изделие расширяют, а затем охлаждают, тем самым «замораживая» полученные деформации. Затем на этапе термоусадки при непосредственном использовании изделий в качестве изолирующих материалов, трубки надевают на соединение проводов или труб и нагревают, тем самым «размораживая» деформации. Трубка при этом стремится вернуться к своим первоначальным размерам и форме.

Как на этапе экспандинга, так и на этапе термоусадки, появляется осевая усадка, являющаяся нежелательным явлением. Для поиска причины осевой усадки было проведено упрощенное численное моделирование термомеханического поведения термоусаживаемой трубки средствами программного пакета ANSYS, а также моделирование реального технологического этапа экспандинга. Для каждой задачи была проведена серия численных экспериментов, различающихся типом ограничений в осевом направлении. Сделан вывод о том, что причиной осевой усадки является слишком большая осевая сила.

Для устранения осевой усадки предложено обеспечить равенство скоростей подачи и извлечения трубчатой заготовки из экспандера. Выполнены проверочные расчеты, демонстрирующие некорректность предложенного решения, вследствие различий граничных условий в процессе деформирования при экспандинге и термоусадке. Показано, что осевую усадку можно устранить на этапе термоусадки путем создания дополнительных продольных сжимающих усилий в процессе расширения на этапе экспандинга.