Разработка рекомендаций по оценке повреждаемости полимерных композиционных материалов с учетом воздействия внешних факторов
Автор: Анна Дмитриевна Богомолова
Организация: ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова»
Рис.1 Самолет в процессе эксплуатации.
В настоящее время все большее применение в авиационной промышленности набирают полимерные композиционные материалы (ПКМ). Уже сегодня создаются новые конструкции, где весовая доля ПКМ составляет более 50%, что стало возможным, благодаря высокому уровню удельных характеристик прочности современных ПКМ.
ПКМ авиационного назначения должны быть устойчивы к воздействию эксплуатационных нагрузок, в том числе с учетом внешних воздействующих факторов. Настоящая работа посвящена исследованию влияния внешних воздействующих факторов (ВВФ), таких как влажность, пониженные и повышенные температуры, на характеристики прочности ПКМ авиационного назначения (Рис.1).
В данной работе исследованы прочностные характеристики различных ПКМ авиационного назначения. Испытания проводились в условиях отрицательной, и повышенной температур, а также в условиях комбинации влаги и повышенной температуры. В работе рассмотрено влияние указанных ВВФ на следующие характеристики прочности ПКМ:
• Растяжение;
• Сжатие;
• Сдвиг в плоскости слоя;
• Межслоевой сдвиг;
• Сжатие после удара.
Испытания проводились в аккредитованной испытательной лаборатории ФАУ «ЦИАМ». Для испытаний использовалась универсальная электромеханическая машина, оборудованная температурной камерой, позволяющей проводить испытаний как при повышенных, так и при пониженных температурах. Для исследования влияния влаги на характеристики прочности ПКМ непосредственно до испытаний образцы подвергались процедуре влагонасыщения, осуществляющейся путем длительной выдержки образцов в специализированной камере при заданной влажности и температуре.
По результатам работы определены наиболее опасные внешние воздействующие факторы, в наибольшей степени снижающие характеристики прочности. Данные результаты могут быть применимы при проектировании деталей из ПКМ.
