В Перми решили проблему неточного расчета свойств деталей самолетов и ракет

4.3

В последние годы в строительстве авиакосмического транспорта активно используют композиты, в том числе полимерные материалы с объемным армированием. Такие структуры повышают сопротивление сдвигу и расслоению. Однако их внедрение повышает риск снижения прочности материалов. Стандартные методики определения механических характеристик для композитов могут быть непригодны из-за их существенного отличия от традиционных материалов, на которые ориентированы стандарты. Ученые Пермского Политеха разработали алгоритм определения свойств объемноармированных структур, чтобы снизить риск неточностей в расчетах при проектировании авиакосмических деталей.

ПНИПУ

# авиация

# детали

# композиты

# космические аппараты

# ракеты

# самолеты

# углепластик

В ПНИПУ решили проблему неточного расчета свойств деталей самолетов и ракет / © Unsplash+, Unsplash

Объемно-армированные композиты обладают серьезными преимуществами перед традиционными. Но при этом существуют риски снижения прочности, которые необходимо отслеживать и учитывать при расчетах.

Это позволит инженерам принимать правильные конструкторские и технологические решения и обеспечивать безопасность и надежность ответственных изделий. Из-за отличий от обычных материалов, существующие алгоритмы определения механических характеристик не эффективны. Для перспективных материалов нужны новые алгоритмы.

Ученые Пермского Политеха провели экспериментальное исследование и разработали такой алгоритм для объемноармированных полимерных композиционных материалов авиационного назначения с учетом их реальных физических изменений при нагрузке.

«Эксперименты проводились на образцах 3D-углепластиков, – композитов, особенно актуальных для производства ответственных конструкций аэрокосмической техники. Для исследования мы взяли шесть образцов углепластика с разными способами переплетения и изучили изменение деформаций в процессе их нагружения. Анализ включал метод корреляции цифровых изображений, акустической эмиссии (техническая диагностика, основанная на возникновении упругих колебаний) и тепловизионного сканирования», – пояснил Андрей Бабушкин, кандидат технических наук, доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» ПНИПУ.

Результаты эксперимента показали, что свойства объемноармированных полимерных материалов при воздействии нагрузки принципиально отличаются от свойств обычных и должны быть учтены по специально созданным для них методикам в рамках стандартных испытаний. На основе результатов ученые Пермского Политеха разработали алгоритм определения механических характеристик композитов. Это снизит риски неверного проектирования ответственных авиационных изделий, в составе которых присутствуют такие структуры.

Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ и соответствует ключевым направлениям развития программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.