Для самолетов и БПЛА: в Перми помогут создавать устойчивые к дефектам композитные материалы

В авиационной промышленности России стали широко использовать углеродные слоисто-волокнистые композиты, которые отличаются небольшой массой, высокой прочностью и возможностью создания изделий сложной формы. Однако при создании деталей из такого материала могут возникать различные дефекты, включая смятие слоя, расслаивание краев, растрескивание. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) изучили, как размеры, форма и расположение дефектов влияют на механические свойства детали и разработали способ прогнозирования последствий таких неисправностей. Исследование позволит создавать более устойчивые к нагрузкам детали для самолетов, ракет, БПЛА и предупреждать их разрушение. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Самолет АО «Туполев» — Самолет АО «Туполев»
Источник изображения ОАК

Ученые предложили фиксировать процесс расслоения углепластика новым методом — с использованием системы акустической эмиссии.

При испытаниях мы определяли максимальные напряжения и модуль упругости. В системе акустической эмиссии тем временем непрерывно регистрировались сигналы.

Екатерина Чеботарева, лаборант центра экспериментальной механики ПНИПУ

Образцы, которые использовали в испытаниях, разрушались от расслоения и теряли устойчивость. Оказалось, что это в большей степени зависит от типа дефекта. К примеру, дефект в форме круга приводит к потере устойчивости раньше, чем дефект в форме прямоугольника.

Проанализировав результаты тестов, ученые получили график прогиба материала в зависимости от нагрузки. Исследование доказало, что потеря устойчивости композитного материала возникает еще до достижения предела прочности при сжатии. Разрушение даже одного слоя волокна влияет на деталь.