Аспирант НГТУ НЭТИ разрабатывает метод оценки расслоения композитного материала
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ работают над методом оценки расслоения композитного материала, использование которого позволит предупредить критические дефекты в несущих деталях конструкции самолета на любом этапе функционирования летательного аппарата.
«Композит, несмотря на все свои достоинства, среди которых прочность и легкость, достаточно сложный материал. Качество изготавливаемых элементов конструкции из такого материала зависит от соблюдения всех необходимых технологий производства, соответственно, из-за сложности работы нередко возникают дефекты как при производстве, так и в процессе эксплуатации самолета. Я занимаюсь изучением расслоения композита: если вовремя не обнаружить и не классифицировать данный недочет, он может привести к опасным последствиям, а ремонт будет очень долгим и дорогостоящим. Несмотря на то, что сейчас очевидна тенденция на широкое применение композитного материала в несущих деталях конструкции, не существует единого норматива и метода оценки того, насколько опасным может быть дефект расслоения», — прокомментировал актуальность исследования Илья Белоусов, аспирант кафедры прочности летательных аппаратов НГТУ НЭТИ.
Разработка метода ведется в рамках научной диссертации «Прогнозирование прочности силовых элементов конструкций из композитных материалов при наличии дефектов».
Дефекты расслоения при сжатии могут вызвать локальную потерю устойчивости конструкции, приводящую к разрушению. Однако если потери устойчивости нет, то разрушения не произойдет. Чтобы избежать необходимости проведения отдельных расчетов для каждого нового дефекта и определения возможной локальной потери устойчивости, предлагается исследовать и подтвердить эту теорию на образцах, чтобы разработать универсальные рекомендации по определению опасности дефекта и его дальнейшему поведению.
По словам автора, самое важное — изучить все возможные дефекты и то, какие нагрузки они могут испытывать. Для проведения экспериментов используются конструктивно подобные образцы, имитирующие обшивку самолета, так как именно она больше всего подвержена подобным дефектам. Были произведены дополнительные расчеты на реальном крыле самолета.
Сейчас проводятся все необходимые испытания для подтверждения методики: образец композитного материала помещается в специальную машину, где подвергается определенным нагрузкам до достижения дефекта расслоения для того, чтобы определить, можно ли достаточно точно предсказать разрушающую нагрузку. Это нужно для изучения того, как будет расти дефект при разных условиях. Если возможная допустимая нагрузка не увеличивает расслоение, то деталь с уже зафиксированным дефектом допустима для эксплуатации.
«Это масштабное исследование, по его итогам будет создана система рекомендаций, которая, вероятно, станет начальным этапом работы над нормативом», — резюмирует Илья Белоусов.