Ученые из Южно-Уральского государственного университета и Пермского национального исследовательского политехнического университета провели совместное исследование деформации усиленного стеклопластика при повторяющихся нагрузках. Были получены уникальные результаты по накоплению деформаций и микроповреждений при циклическом изгибе композита. Кроме того, команда ученых рассчитала коэффициент, при учёте которого можно в значительной мере предотвратить поломку деталей, сделанных из этого композита.
Доктор технических наук, профессор Политехнического института ЮУрГУ Сергей Сапожников, кандидат технических наук, доцент Михаил Жихарев и аспирантка ПНИПУ Екатерина Зубова провели серию экспериментов и исследовали статическую прочность и сверхмалоцикловую усталость (менее 100 циклов) стеклопластика полотняного переплетения. Армированный пластик СТЭФ™ подвергали трехточечному изгибу во время эксперимента. Ученые провели измерения и отследили процесс деформации и возникновения микроповреждений. По итогам работы была опубликована статья в высокорейтинговом научном журнале Composite Structures (Q1).
Испытания на усталость при изгибе показали прогрессирующее смещение и неравномерное изменение жесткости образца. Это связано с двумя процессами: выпрямлением в направлении деформации и микроповреждениями – локальными расслоениями и разрывами волокон.
«Процесс микроповреждений в полимерных композитах сложен: повреждение распределено по всему образцу и не локализовано в единой точке, как в металлах. Среди современных конструкционных авиационных материалов полимерные композиты занимают особое место благодаря своей малой плотности, высокой жесткости и прочности. Конструкции летательных аппаратов характеризуются цикличностью загрузки: взлет, приземление, маневрирование и вибрация. Поэтому в конструкции и экспериментальной отработке агрегатов, кроме статических и прочностных проверок, проводятся многоцикловые (106–107 циклов) и малоцикловые (103–104 циклов) испытания. С появлением многоразовых аэрокосмических аппаратов и возвращаемых ракет-носителей потребность в исследованиях усталости материала на сверхнизких циклах (<100) увеличилась», – пояснил Сергей Сапожников.
Подробнее читайте на сайте ЮУрГУ.
#юургу #наука #новые материалы #композитные материалы #авиация #стеклопластик