Специалисты Пермского Политеха исследовали температурное воздействие на современные композиты. Эти инновации помогут усилить материалы для критически важных промышленных конструкций. Разработка открывает перспективы для авиастроения, машиностроения и нефтегазового сектора.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.
Новые горизонты для промышленных композитов
– Нам удалось получить уникальные сведения о деформации и разрушении композитных материалов в условиях, максимально приближенных к реальным эксплуатационным и экстремальным, – поясняет кандидат технических наук Дмитрий Лобанов, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ. – Композиты сегодня незаменимы в ответственных конструкциях благодаря меньшему весу, экономичности и простоте производства по сравнению с металлами. Однако их механические свойства требуют более глубокого изучения.
Температура как ключевой фактор
Создание надежных изделий из полимерных композитов требует детального анализа влияния экстремальных температур на их свойства и механизмы разрушения. Ученые сосредоточились на изменениях прочности и упругости материалов под тепловым воздействием.
Уникальная экспериментальная база
Провести точные эксперименты позволило передовое оборудование Центра экспериментальной механики ПНИПУ, включенное в реестр уникальных научных установок. Это дало возможность детально изучить, как температура меняет поведение, прочность и жесткость полимерных композитов.
Анализ повреждений и методы исследований
Исследователи изучили процесс накопления повреждений в композитах под влиянием температуры и определили наиболее эффективные методы экспериментального анализа. Для этого применялись современные испытательные системы и аппаратура для регистрации акустической эмиссии.
Испытания на прочность и сдвиг
Ученые провели комплексные испытания слоистых композитов на растяжение и сдвиг, оценив пределы прочности и упругости углепластика и стеклопластика при разных температурных режимах. Это выявило критические точки снижения жесткости и потери прочности материалов.
Микроструктура и механизмы разрушения
Анализ микроструктуры материалов до и после испытаний показал, что снижение жесткости и объема напрямую влияет на поведение композита и процесс его разрушения, который также зависит от длительности воздействия. Данные подтвердили решающую роль температуры в механизмах разрушения.
Перспективы для промышленности
На основе полученных результатов разработаны практические рекомендации по оптимизации структуры композиционных материалов, подбору компонентов и технологических режимов. Эти решения направлены на повышение стабильности и эффективности промышленного производства.
Пресс-служба ПНИПУ
Источник: scientificrussia.ru
