Перейти на старую версию сайта
× О союзе Медиа Комитеты Контакты
Съезд авиапроизводителей России Участие в Международной Группе по качеству (IAQG) Технический комитет «Авиационная техника» (ТК 323) Публичные обсуждения документов Ежегодный конкурс «Авиастроитель года» Для членов Союза авиапроизводителей
Медиа Комитеты Контакты
+7(495) 125-73-73
Дата публикации: 11.07.2024
Источник: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Исследование ученых Пермского Политеха предскажет разрушение конструкций из углепластика

В конструкциях аэрокосмического назначения, например, БПЛА, а также морского транспорта и автомобилей все чаще применяют крепкий, но сверхлегкий углепластик, который по своим характеристикам превосходит высокопрочную сталь. Для активного внедрения любого материала в промышленность важно знать, какие эксплуатационные нагрузки приведут к его разрушению. Основное повреждение слоистых композитов, к которым как раз относится углепластик, при ударе - это растрескивание полимерного основания. При дальнейших нагрузках трещины распространяются, приводят к расслоению материала и разрыву волокон. Поэтому крайне важно изучать возможные механизмы деформации слоистых композитов. Ученые Пермского Политеха провели исследования над углепластиком и выяснили, какая нагрузка несет разрушающий характер. Результаты позволят спрогнозировать сценарий повреждения тех или иных конструкций, тем самым повысить их надежность.
Фото: pstu.ru
Статья с результатами опубликована в журнале "Деформация и разрушение материалов", 2024 год. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-79-10205.

Углепластик - это полимерное основание, армированное углеродными волокнами (нитями). Эти нити очень тонкие и обеспечивают жесткость и прочность по оси волокон. Из них сплетаются ткани, которые кладутся друг на друга слоями и скрепляются с помощью специальных смол. Так получается композитный материал со структурой типа многослойного "пакета". Он обладает чрезвычайной способностью выдерживать высокие нагрузки и более чем на 30-50% легче традиционных металлических материалов. Поэтому углепластик очень подходит для облегчения конструкций ракетно-космической техники и многих других видов транспорта.

В процессе производства и эксплуатации композиционные элементы конструкции постоянно подвергаются ударным воздействиям, которые могут вызвать микроповреждения материала и снизить его прочность. Поэтому важно детально изучать, как те или иные нагрузки могут повлиять на работоспособность композита, прежде чем использовать его по назначению.

Для такого слоистого композита, как углепластик, критическим видом разрушения является межслойный сдвиг, когда под сильным напряжением происходит смещение между двумя слоями, например, в основании лопатки авиационного двигателя. Чтобы изучить предел этой деформации, при которой дальнейшая эксплуатация материала будет невозможной, ее моделируют и проводят испытания на прочность. Именно такие исследования выполнили ученые Пермского Политеха. С помощью современных методов экспериментальной механики они испытали межслойный сдвиг углепластика предварительными ударными воздействиями (то есть сначала исследовали образцы на удар, а затем на межслоевой сдвиг).

- Совмещение моделирования испытаний на прочность и таких методов, как акустическая эмиссия и корреляция цифровых изображений позволяет достаточно точно регистрировать и устанавливать вид повреждений, вызываемых сдвиговыми деформациями. Первый - регистрирует сигналы акустических волн, испускаемых объектом, благодаря чему качественно оценивается состояние повреждения композитов. А второй метод позволяет обнаружить локализацию и развитие различных дефектов структур в процессе нагружения, регистрируя поля перемещений и деформаций, - рассказывает аспирант кафедры экспериментальной механики и конструкционного материаловедения ПНИПУ Екатерина Чеботарева.

Политехники провели эксперименты с образцами углепластика с межслойным сдвигом в виде коротких балок. Их подвергали ударному воздействию энергией 1, 3, 5 и 6 Дж (мощность удара) падающим грузом. От начала механических испытаний до полного разрушения образцов все время регистрировали сигналы акустической эмиссии и поля деформаций. В итоге получили диаграммы статического нагружения после предварительного удара разной мощности и определили значения остаточной прочности углепластика при межслоевом сдвиге.

Результаты предварительного удара энергией 1 и 3 Дж практически не отличаются от исходных образцов. Они имеют схожие значения разрушающей нагрузки и прочности. А удар энергией в 5 Дж уже считается "приграничным". Он приводит к смене механизма разрушения, снижению жесткости и несущей способности углепластика.

Значения акустической эмиссии представлены в виде пиковых амплитуд. Чем выше сигнал, тем сильнее разрушение материала. Так, для образцов с ударом 5 и 6 Дж значение амплитуд в 3-4 раза больше, они достигают 75 дБ уже в начале испытания, что говорит о критическом разрыве волокон в структуре углепластика.

- Анализ акустических частот показывает нам степень повреждений. Например, растрескивание матрицы соответствует низкочастотному диапазону, расслоение материала - средним частотам, а разрушение волокна - высоким. Для образцов с ударом в 5-6 Дж количество сигналов во всех трех диапазонах больше, чем у образцов первой группы в 6 раз. Преобладают разрушения от сжатия и смятия с локальными расслоениями в материале, - объясняет старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ, кандидат технических наук Дмитрий Лобанов.

Исследования ученых ПНИПУ показали, что предварительные ударные воздействия с энергией удара 1 и 3 Дж не оказывают существенного влияния на разрушения образцов из углепластика. Тогда как для 5-6 Дж повреждения фиксируются с самого начала испытаний, появляются сильные расслоения и растрескивается основа материала. Проведенные испытания позволят точнее предсказать поведения конструкций из углепластика, повысить их надежность и долговечность.

Съезд авиапроизводителей России
Технический комитет «Авиационная техника» (ТК 323)
Публичные обсуждения документов
Ежегодный конкурс «Авиастроитель года»
Для членов Союза авиапроизводителей России

Медиа

Новости
От членов САП
Фото
Видео
17 июл 2024
Истребитель Су-30СМ2: господство в воздухе
17 июл 2024
В Челябинске локализуют с господдержкой российское производство оборудования для авиации
17 июл 2024
"Аэроприбор-Восход" отмечает 80-летие
17 июл 2024
Филиал ПАО «Ил» – Авиастар посетили сотрудники Магнитогорского метизно-калибровочного завода «ММК-МЕТИЗ»
17 июл 2024
Эксперимент по испытанию тяжелых беспилотников пройдет на Сахалине
17 июл 2024
Airbus спрогнозировала мировой спрос на самолеты в ближайшие 20 лет на уровне 42,4 тыс.
16 июл 2024
"Технология" модернизировала оборудование для производства остекления МС-21 и SJ-100
16 июл 2024
Ростех поставил авиакомпаниям три новых Ми-8МТВ-1
16 июл 2024
Глава Росавиации Дмитрий Ядров ознакомился с самолетным производством УЗГА
16 июл 2024
На Авиастаре совершенствуется сборка отсеков фюзеляжа транспортного самолета
16 июл 2024
"Превосходит все аналоги": Италия представила новый ударный вертолет AW249 Fenice
16 июл 2024
В МАИ открылись две летние школы для студентов из Китая
15 июл 2024
Сергей Чемезов посетил Иркутский авиазавод
15 июл 2024
Реализации проекта по самолету ЛМС-901 продолжается
15 июл 2024
СМИ: ВВС Индии могут получить первый истребитель LCA Mark к 15 августа
15 июл 2024
МГТУ ГА выпустил очередную группу операторов для беспилотной авиации
12 июл 2024
Глава Минпромторга заявил, что объем поставок МС-21, SJ-100 и Ту-214 до 2030 года не изменится
12 июл 2024
"Ижевские беспилотные системы" намерены в 2025 году увеличить выпуск в разы
12 июл 2024
Northrop Grumman опубликовала первую фотографию новейшего малозаметного дрона XRQ-73
12 июл 2024
Комсомольский-на-Амуре авиазавод расширят новым ангаром для испытаний техники
12 июл 2024
Симбиоз FPV-дрона "Пиранья" и БПЛА самолетного типа применяется в зоне СВО
11 июл 2024
Исследование ученых Пермского Политеха предскажет разрушение конструкций из углепластика
11 июл 2024
Разработана модель оптимизации кислородных систем самолетов
11 июл 2024
Студенты МАИ создали уникальный испытательный стенд с собственным ПО для двигателей беспилотников
17 июл 2024
Участники «Инженерных классов ОДК-Климов» прошли «Летнюю школу» в Военмехе
16 июл 2024
ОАК передала Минобороны самолеты МиГ-31 в рамках ГОЗ
16 июл 2024
ЦАГИ провел образовательную программу на форуме «Инженеры будущего»
16 июл 2024
За 80 лет работы «Аэроприбор-Восход» произвел более 200 тыс. приборов для летательных аппаратов
15 июл 2024
Ученые ГосНИИАС разработали модель бортовой сети на базе оптических и фотонных технологий
15 июл 2024
«Крылья Ростеха» проходят межрегиональную практику в ОДК-Сатурн
15 июл 2024
«Симфония заводских цехов» прозвучала в ОДК-Климов
12 июл 2024
ОДК и компания Рейнольдс объявили об объединении
12 июл 2024
КРЭТ создаст для своих работников современную базу отдыха под Екатеринбургом
11 июл 2024
Организатор авиасалона МАКС запустит онлайн-демонстрацию достижений отечественного авиастроения
11 июл 2024
СибНИА представил перспективы развития в направлении исследования беспилотных авиационных систем
11 июл 2024
В ОДК-УМПО студенты «Крыльев Ростеха» приступили к производственной практике
10 июл 2024
Уведомление о возможности осуществления преимущественного права приобретения дополнительных акций ПАО "ОАК"
10 июл 2024
ЦАГИ – на школе-конференции «Актуальные проблемы механики»
10 июл 2024
Заместитель генерального директора ГосНИИАС по науке принял участие в XI Международном симпозиуме «Безопасность космических полетов»
10 июл 2024
Успешными запусками модельных ракет-носителей ЦИАМ завершил работу на форуме "Инженеры будущего-2024"
10 июл 2024
На московском предприятии "Салют" завершили капремонт инструментального цеха
10 июл 2024
ОДК расширяет мощности для выпуска газовых турбин ГТД-110М
9 июл 2024
ОАК подписала соглашение о стратегическом сотрудничестве с КУМЗ
9 июл 2024
Ростех разрабатывает перспективное семейство гибридных и электрических авиадвигателей мощностью до 1,5 МВт
9 июл 2024
ОДК построит в Свердловской области новый комплекс для ремонта авиационных и промышленных двигателей
9 июл 2024
КРЭТ показывает на «Иннопроме» антидроновый комплекс «Сапфир» и электродвигатели для беспилотников
8 июл 2024
ОДК приступила к опытной эксплуатации системы послепродажного обслуживания двигателей ПД-14
8 июл 2024
ОДК представит разработки для беспилотной авиации и энергетики на международной выставке
28 окт 2022
Торжественная церемония награждения конкурса «Авиастроитель года» по итогам 2021 года
19 июл 2021
Торжественная церемония награждения конкурса «Авиастроитель года» по итогам 2019 года
8 ноя 2019
Конкурс "Авиастроитель года" по итогам 2018 года. Часть 2 — Награждение.
22 окт 2019
Конкурс "Авиастроитель года" по итогам 2018 года
19 сен 2018
Конкурс "Авиастроитель года" по итогам 2017 года
13 сен 2018
IV Съезд авиапроизводителей России
31 окт 2014
Заседание Наблюдательного совета НП "САП"
27 окт 2014
Заседание Комитета по международному сотрудничеству в области развития и внедрения систем и средств аэронавигации НП "САП"
24 окт 2014
Заседание Комитета по аэронавигации НП "САП"
30 мая 2014
Второе заседание Комитета по Аэронавигации некоммерческого партнерства "Союз авиапроизводителей"
30 янв 2014
Авиастроители договорились совместно разрабатывать профстандарты
27 янв 2014
Заседание Комитета по международному сотрудничеству в области развития и внедрения систем и средств аэронавигации
20 дек 2013
Церемония награждения победителей и лауреатов конкурса "Авиастроитель года" по итогам 2012 года. Часть 3.
19 дек 2013
Церемония награждения победителей и лауреатов конкурса "Авиастроитель года" по итогам 2012 года. Часть 2.
18 дек 2013
Церемония награждения победителей и лауреатов конкурса "Авиастроитель года" по итогам 2012 года. Часть 1.
12 дек 2013
Заседание Комитета по стандартизации, сертификации и управлению качеством
10 дек 2013
Заседание Комитета по безопасности полетов
14 окт 2013
Заседание Комитета по аэронавигации
10 окт 2013
Заседание комитета по стандартизации, сертификации и управлению качеством
29 апр 2013
Съезд авиапроизводителей России
19 дек 2012
Конкурс "Авиастроитель года" Часть 2
14 дек 2012
Конкурс "Авиастроитель года" Часть 1
29 мая 2012
Проведен Международный семинар "Безопасность полётов: техника, человек, среда – 2012"
28 мая 2012
НП "САП" провело годовое Общее собрание
20 апр 2012
50 лет научной деятельности отделения №4 ЛИИ (1962 - 2012)
7 июн 2011
Заседание Комитета по летной годности в НП "САП"
30 мая 2011
Заседание Наблюдательного совета и годовое Общее собрание членов САП
26 мая 2011
15-я Международная конференция "Обеспечение качества и надежности авиационной техники"
5 мая 2011
Заседание Комитета по научным исследованиям Некоммерческого партнерства "Союз авиапроизводителей"
11 апр 2011
Mежотраслевая конференция "Реализация в авиационной промышленности и гражданской авиации поправки 101 к приложению 8 "Летная годность воздушных судов" Конвенции о международной гражданской авиации"
5 мар 2011
Заседание Наблюдательного совета НП "Союз авиапроизводителей"
9 фев 2011
Заседание Комитета по научным исследованиям НП "Союз авиапроизводителей"
17 ноя 2010
Заседание Общего собрания и Наблюдательного советав НП "Союз Авиапроизводителей"
28 окт 2010
НП "Союз авиапроизводителей"и Ассоциация "Союз авиационного двигателестроения":объединение на благо отрасли
5 окт 2010
7-я Международная специализированная выставка Aerospace Testing Russia 2010
30 сен 2010
IХ международный форум пользователей спецификации S1000D
26 апр 2010
14-я Конференция "Обеспечение качества и надежности авиационной техники"

Партнеры САП


Вход членам САП

Для входа в раздел "Для членов Союза авиапроизводителей России" необходимо ввести логин и пароль. Если у вас нет ещё логина и пароля, воспользуйтесь простой формой "Регистрации" (см. ниже). Пароль формируется вами самостоятельно.

Забыли свой пароль?

Контрольная строка для смены пароля, а также ваши регистрационные данные, будут высланы вам по email.

Вступить в САП
Нажимая кнопку "Отправить заявку", я даю свое согласие на обработку персональных данных
Регистрация
Нажимая кнопку Зарегистрироваться, я даю свое согласие на обработку персональных данных
Регистрация на Общее собрание членов САП

Дата закрытия регистрации 20.04.2021

Нажимая кнопку Получить приглашение, я даю свое согласие на обработку персональных данных и на получение по электронной почте срочных уведомлений и других оповещениях, связанных с мероприятием.
Поиск по сайту
Политика конфиденциальности и защиты информации

Оставляя данные на сайте, Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности и защиты информации.

Защита данных

Администрация сайта aviationunion.ru (далее Сайт) не может передать или раскрыть информацию, предоставленную пользователем (далее Пользователь) при регистрации и использовании функций сайта третьим лицам, кроме случаев, описанных законодательством страны, на территории которой пользователь ведет свою деятельность.

Получение персональной информации

Для коммуникации на сайте пользователь обязан внести некоторую персональную информацию. Для проверки предоставленных данных, сайт оставляет за собой право потребовать доказательства идентичности в онлайн или офлайн режимах.

Использование персональной информации

Сайт использует личную информацию Пользователя для обслуживания и для улучшения качества предоставляемых услуг. Часть персональной информации может быть предоставлена банку или платежной системе, в случае, если предоставление этой информации обусловлено процедурой перевода средств платежной системе, услугами которой Пользователь желает воспользоваться. Сайт прилагает все усилия для сбережения в сохранности личных данных Пользователя. Личная информация может быть раскрыта в случаях, описанных законодательством, либо когда администрация сочтет подобные действия необходимыми для соблюдения юридической процедуры, судебного распоряжения или легального процесса необходимого для работы Пользователя с Сайтом. В других случаях, ни при каких условиях, информация, которую Пользователь передает Сайту, не будет раскрыта третьим лицам.

Коммуникация

После того, как Пользователь оставил данные, он получает сообщение, подтверждающее его успешную регистрацию. Пользователь имеет право в любой момент прекратить получение информационных бюллетеней воспользовавшись соответствующим сервисом в Сайте.

Ссылки

На сайте могут содержаться ссылки на другие сайты. Сайт не несет ответственности за содержание, качество и политику безопасности этих сайтов. Данное заявление о конфиденциальности относится только к информации, размещенной непосредственно на сайте.

Безопасность

Сайт обеспечивает безопасность учетной записи Пользователя от несанкционированного доступа.

Уведомления об изменениях

Сайт оставляет за собой право вносить изменения в Политику конфиденциальности без дополнительных уведомлений. Нововведения вступают в силу с момента их опубликования. Пользователи могут отслеживать изменения в Политике конфиденциальности самостоятельно.

Противодействие корупции

Разработчики используют текст Lorem ipsum в качестве заполнителя макета страницы. После настройки шаблона весь подобный текст необходимо заменить на уникальный и соответствующий тематике сайта, иначе поисковые системы могут посчитать страницу не релевантной или дублирующей.

Для заполнения страницы в веб-дизайне используют специально сгенерированный бессмысленный текст, получивший название Lorem ipsum. Перевод данной фразы в таком виде отсутствует, это искаженная цитата из труда Цицерона «О пределах добра и зла», написанного на латыни. Данное словосочетание — обрезка фразы «Dolorem ipsum», которая переводится как «саму боль».