Полимерные композиты часто используют в авиастроении, однако они могут расслаиваться. Чтобы этого избежать, конструкторы используют 3D-ткани. Ученые Пермского Политеха испытали такие композиты на прочность. Это поможет сделать современные самолеты долговечнее и надежнее. Исследование было опубликовано в журнале IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
«Традиционные полимерные композиты в ряде случаев не всегда могут обеспечить необходимую прочность: материал может со временем расслаиваться. Чтобы избежать этого недостатка, используют 3D-ткани — материалы с пространственно-армированными наполнителями. Но при этом могут изменяться другие важные свойства таких “сложных” композитов. Поэтому мы провели комплексный анализ механических характеристик 3D-тканей, чтобы выявить их слабые места. Это позволит в будущем сделать самолеты более прочными и долговечными», — рассказывает научный сотрудник Центра экспериментальной механики Елена Струнгарь.
Многослойные углеродные ткани объемного плетения используют в качестве армирующего материала углепластиков. Они отлично работают в условиях высокоскоростных аэродинамических потоков, вибраций и высоких температур. Эти материалы используют для производства «черного крыла» самолета МС-21.
Впервые исследователи изучили механические характеристики композитов на основе углеволокна и эпоксидного связующего. Они проанализировали деформацию и разрушение различных схем армирования, испытывая разные типы переплетения 3D-ткани. Благодаря этому исследованию ученым удалось получить карты слабых мест 3D-тканей, то есть тех частей, на которых было больше всего дефектов.
Как отмечают исследователи, полученные данные помогут создать более крепкие и надежные самолеты.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
