Одним из трендов в аэрокосмической отрасли сегодня является применение композиционных материалов. Такие материалы имеют множество преимуществ перед традиционными: обладают низким весом при высоком пределе прочности, работоспособны при экстремальных температурах и в агрессивных средах. Однако одной из проблем при производстве композитов является образование в них пор. Установить, как размер, форма и распределение пустот влияют на физико-механические свойства материалов — цель исследования, проводимого специалистами Московского авиационного института.
— Научным коллективом кафедр 903 и 910Б МАИ проводится разработка новых — быстрых и эффективных — методов оценки свойств композиционных материалов пористой структуры. Для этого сначала были получены экспериментальные данные на образцах. Затем, задавая материалу пористость от 5 до 90% с шагом в 5%, мы с помощью аналитических методов нашли его физико-механические характеристики и получили их зависимость от пористости. По аналогии зависимость была выявлена и путём численного моделирования, — рассказала участница проекта, студентка института № 9 «Общеинженерная подготовка» Алина Мисбахова.
Результаты исследования будут полезны при разработке новых материалов для аэрокосмической отрасли, для которых выставлены требования по температуре эксплуатации и техническим свойствам. Например, такие материалы создаются сегодня для перспективных космических аппаратов. Помимо этого, новые методы оценки будут полезны для машиностроения, строительства, медицины и других областей, где могут применяться композиты.
Расчётные модели уже апробированы на полимерных и углеродных композиционных материалах. В дальнейшем планируется адаптировать их и для материалов, полученных с применением аддитивных технологий.
Работа выполняется при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации в части разработки, адаптации и валидации расчётных моделей, а также гранта Российского научного фонда в части создания и исследования структуры и свойств углеродных композитов.
Источник материала: ТАСС