Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Systems Methods Technologies. A.S. Ustinov et al. Development and implementation … 2018 № 3 (39) p. 41-48 46 Рис. 4. Поля температур Расчеты показали, что температура на поверхности теплового воздействия, рассчитанная по уравнению (6), за требуемый интервал времени, 900 с, достигает 738 °С. Температура на внешней по отношению к кон- струкции кабины поверхности композитного материала со стороны соприкосновения с воздухом соответствует 391 °С. При этом температура 391 °С не является раз- рушающей для самого композитного материала [17]. В работе [17] авторами было установлено, что разруше- ние композитного материала начинается при 900 °С. Температура на поверхности соприкосновения «компо- зитный материал – металлическое ограждение конст- рукции» равна 211 °С. Рис. 5. Графики температуры на различных поверхностях за нормативный интервал времени: a — температура на поверхности источника тепла от времени; b — температура на поверхности соприкосновения «воздух – композитный материал» от времени; с — температура на поверхности соприкосновения «композитный материал – металлическое ограждение конструкции кабины» от времени Таким образом, в рамках реализации модели уста- новлено, что температура на необогреваемой поверх- ности композитного материала за рассматриваемый промежуток времени, 900 с, не достигла предельного значения, которое составляет 220 °С. В результате моделирования получена временная зависимость (рис. 6). Зависимость показывает, за какой промежуток времени на металлической поверхности ограждения кабины будет достигнуто значение пре- дельной температуры в случае, если толщина нанесен- ного на нее композитного материала будет различной. При этом условия теплового воздействия сохраняются. Зависимость носит линейный характер. Время возрас- тает и к окончанию численного эксперимента достига- ет значения 930 с при толщине слоя композитного ма- териала 20 мм, что соответствует требованиям норма- тивных документов [20]. Приведенный график может использоваться для количественной оценки временной зависимости тепловой защиты конструкции кабины. Рис. 6. Зависимость времени нагрева композитного материала до температуры 220 °С от его толщины Для более полной оценки возможности практиче- ского использования композитного материала для теп- ловой защиты кабин транспортных средств приводится сравнительный анализ времени достижения температу- ры самовоспламенения теплошумоизоляционного ма- териала, которым облицовано металлическое огражде- ние кабины изнутри, с использованием композитного материала и без него. На рис. 7 показано, что время достижения температуры самовоспламенения тепло- шумоизоляционного материала, которая равна 287 °С [21], при нанесении композитного материала толщиной 20 мм составляет 1 104 с. При этом без использования композитного материала время будет равным 381 с.