В авиастроении в современном мире чаще всего используются полимерные композиционные материалы, которые, к сожалению, быстро расслаиваются, поэтому для их укрепления нужны специальные 3D-ткани. Учеными из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) впервые проведены целенаправленные комплексные испытания таких композитов на прочность.
Специалисты отмечают, что детальное изучение процессов деформирования и разрушения позволит в скором времени разрабатывать более долговечные и надежные самолёты.
Кандидат физико-математических наук Елена Струнгарь рассказывает: «Мы провели комплексный анализ механических характеристик 3D-тканей, чтобы выявить их «слабые места». Это позволит в будущем сделать самолеты более прочными и долговечными».
Известно, что многослойные углеродные ткани объемного плетения необходимы как армирующий материал углепластиков в сложных и жестких условиях. Например, при воздействии высокоскоростных аэродинамических потоков, вибрации и высоких атмосферных температур.
К примеру, эти материалы сегодня можно найти в «черном крыле» самолета МС-21. По мнению учёных, в скором времени их будут использовать и в конструкциях фюзеляжей и двигателей современных самолетов, поэтому и организовано всестороннее исследование их механических характеристик.
Сообщается, что были испытаны 3D-ткани с разными типами переплетения: изучена способность материала выдерживать разрывы, скручивания, сжатия и удары. После каждого этапа экспериментов анализировались данные, полученные на лабораторных установках, записи видеосистемы и осуществлялся поиск под стереомикроскопом повреждений.
В результате получены карты «слабых мест» 3D-тканей — областей, на которых скапливалось больше всего дефектов после внешних воздействий.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
