ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОТКЛОНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ РЕПРЕЗЕНТАТИВНЫХ ЯЧЕЕК НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЮ И РАЗРУШЕНИЮ ПОЛИМЕРНЫХ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 

Карташова Екатерина Дмитриевна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: mailto:katrina89@yandex.ru
Муйземнек Александр Юрьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики и графики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: muyzemnek@yandex.ru 

621 

DOI

10.21685/2072-3059-2020-2-10 

Актуальность и цели. Одним из перспективных путей обеспечения высоких требований к эксплуатационным характеристикам современной аэрокосмической, автомобильной и военной техники при уменьшении ее массы является использование полимерных слоистых композиционных материалов (ПСКМ). Одной из причин, сдерживающих более широкое применение этих материалов, является наличие технологических дефектов, оказывающих существенное влияние на физико-механические характеристики этих материалов, включая характеристики сопротивления деформированию и разрушению. К числу технологических дефектов относятся отклонения массы и толщины ПСКМ от проектных значений, пористость, отклонения углов ориентации нитей тканей в слое, отклонения углов укладки слоев, разброс расстояния между нитями в слое ПСКМ, волнистость нитей. Целью работы является исследование влияния технологических дефектов в ПСКМ, полученных по технологиям ручного формования, вакуумного мешка и вакуумной инфузии, на их сопротивление деформированию и разрушению, учету этого влияния при проектировании.
Материалы и методы. В качестве исследуемых материалов выбраны полимерные слоистые композиционные материалы на основе углеродных тканей и эпоксидных связующих. При изучении технологических дефектов использованы оптические методы исследования микро- и макроструктуры, при экспериментальном исследовании сопротивления деформированию и разрушению – методы лабораторных испытаний, при теоретическом исследовании – методы компьютерного моделирования.
Результаты. Установлены зависимости между статистическими характеристиками технологических дефектов в ПСКМ, с одной стороны, и характеристиками его сопротивление деформированию и разрушению – с другой стороны.
Выводы. Влияние отклонений углов ориентации нитей тканей в слое, отклонения углов укладки слоев от проектных значений на характеристики его сопротивления деформированию и разрушению существенно и должно учитываться при проектировании. Влияние используемой технологии получения ПСКМ на его физико-механические свойства тоже должно учитываться. 

Ключевые слова

полимерные слоистые композиционные материалы, технологические дефекты, репрезентативная ячейка, сопротивление деформированию и разрушению 

 Скачать статью в формате PDF

1. Карташова, Е. Д. Технологические дефекты полимерных слоистых композиционных материалов / Е. Д. Карташова, А. Ю. Муйземнек // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2017. – № 2 (42). – С. 79–89.
2. Карташова, Е. Д. Исследование пористости полимерных слоистых композиционных материалов, полученных методом вакуумной инфузии / Е. Д. Карташова, М. А. Косова, А. А. Желудкова, А. Ю. Муйземнек // Инновации технических решений в машиностроении и транспорте : материалы III Всерос. науч.-техн. конф. – Пенза, 2018. – С. 185–188.
3. Карташова, Е. Д. Влияние технологических отклонений расположения армирующего в полимерном слоистом композиционном материале на сопротивление деформированию и разрушению / Е. Д. Карташова, А. Ю. Муйземнек // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2017. – № 3 (43). – С. 134–145.