Совместное влияние климатических факторов и ударных повреждений на прочность пластин из полимерных композиционных материалов

Приведены результаты исследования свойств углепластика марки B180 после экспозиции в условиях влажного климата проведенных совместно с Российско-Вьетнамским тропическим научно-исследовательским и технологическим центром. Определены значения предела прочности и модулей упругости при растяжении и сжатии материала до и после воздействия климатических факторов. Обнаружено уменьшение предела прочности при сжатии и растяжении и увеличение модуля упругости. Оценено влияние влажного климата на прочность пластин с ударными повреждениями при сжатии путем сравнения критических нагрузок с пластинами, имеющими такие же повреждения, но без воздействия климатических факторов. Установлено, что критические нагрузки после длительного пребывания пластин в районах с влажным климатом уменьшаются.
EDN: RPIIFE, https://elibrary/rpiife

Литература

[1] Национальная программа развития Дальнего Востока. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2020 года № 2464-р. URL: http://static.government.ru/media/files/NAlSPJ8QMRZUPd9LIMWJoeVhn1l6eGqD.pdf

[2] Каблов Е.Н., Старцев В.О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников (обзор). Авиационные материалы и технологии, 2018, № 2, с. 47–58, doi: https://doi.org/10.18577/2071-9140-2018-0-2-47-58

[3] Стонтон Р. Влияние окружающей среды на свойства композиционных материалов. В: Справочник по композиционным материалам. Кн. 2. Москва, Машиностроение, 1988, с. 280–301.

[4] Окольникова Г.Э., Бронников Д.А., Щедрин Н.И. Использование углеродного волокна в конструкциях ветровых электростанций. Системные технологии, 2018, № 27, с. 60–63.

[5] Лаптев А.Б., Барботька С.Л., Николаев Е.В. Основные направления исследований сохраняемости свойств материалов под воздействием климатических и эксплуатационных факторов. Авиационные материалы и технологии, 2017, № S, с. 547–561, doi: https://doi.org/10.18577/2071-9140-2017-0-S-547-561

[6] Евдокимов А.А., Петрова А.П., Павловский К.А. и др. Влияние климатического старения на свойства ПКМ на основе эпоксивинилэфирного связующего. Труды ВИАМ, 2021, № 3, с. 128–136, doi: https://doi.org/10.18577/2307-6046-2021-0-3-128-136

[7] Гладких А.В., Курс И.С., Курс М.Г. Анализ данных натурных климатических испытаний, совмещенных с приложением эксплуатационных факторов, неметаллических материалов (обзор). Труды ВИАМ, 2018, № 10, с. 74–82, doi: https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-10-74-82

[8] Каблов Е.Н., Кириллов В.Н., Жирнов А.Д. и др. Центры для климатических испытаний авиационных ПКМ. Авиационная промышленность, 2009, № 4, с. 36–46.

[9] Belec L., Nguyen T.H., Nguyen D.L. et al. Comparative effects of humid tropical weathering and artificial ageing on a model composite properties from nano- to macro-scale. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., 2015, vol. 68, pp. 235–241, doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.09.028

[10] Gu X., Dickens B., Stanley D. et al. Linking accelerating laboratory test with outdoor performance results for a model epoxy coating system. In: Service life prediction of polymeric materials. Springer, 2009, pp. 3–28, doi: https://doi.org/10.1007/978-0-387-84876-1_1

[11] Lopresto V., Caprino G. Damage mechanisms and energy absorption in composite laminates under low velocity impact loads. In: Dynamic failure of composite and sandwich structures. Springer, 2013, pp. 209–289, doi: https://doi.org/10.1007/978-94-007-5329-7_6

[12] Malhotra A., Guild F.J. Impact damage to composite laminates: effect of impact location. Appl. Compos. Mater., 2014, vol. 21, no. 1, pp. 165–177, doi: https://doi.org/10.1007/s10443-013-9382-z

[13] Доан Чак Луат, Дудченко А.А., Лурье С.А. Моделирование деградации свойств композита при растрескивании и расслоении при статическом и циклическом нагружении. Механика композиционных материалов и конструкций, 2008, т. 14, № 4, с. 623–637.

[14] Бохоева Л.А. Особенности расчета на прочность элементов конструкций из изотропных и композиционных материалов с допустимыми дефектами. Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2007. 191 с.

[15] Muc A., Stawiarski A. Identification of damages in composite multilayered cylindrical panels with delamination’s. Compos. Struct., 2012, vol. 94, no. 5, pp. 1871–1879, doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.11.026

[16] Paimushin V.N., Kayumov R.A., Kholmogorov S.A. Degradation of the mechanical properties of fiber reinforced plastic under cyclic loading. Mech. Compos. Mater., 2023, vol. 59, no. 2, pp. 371–380, doi: https://doi.org/10.1007/s11029-023-10101-1

[17] Ерасов В.С., Крылов В.Д., Панин С.В. и др. Испытания полимерного композиционного материала на удар падающим грузом. Авиационные материалы и технологии, 2013, № 3, с. 60–64.

[18] Митряйкин В.И., Беззаметнов О.Н., Кротова Е.В. Исследование прочности композиционных материалов с ударными повреждениями. Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, 2020, т. 63, № 3, с. 27–33.

[19] Чулков Д.И., Терехин А.В., Типикин М.Е. и др. Ультразвуковой контроль качества пропитки стеклопластиковых элементов конструкций летательных аппаратов органическими смолами. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 3, с. 46–54. EDN: IUJOZB

[20] Каблов Е.Н., Лаптев А.Б., Прокопенко А.Н. и др. Релаксация полимерных композиционных материалов под длительным действием статической нагрузки и климата (обзор). Часть 1. Связующие. Авиационные материалы и технологии, 2021, № 4, с. 70–80, doi: https://doi.org/10.18577/2713-0193-2021-0-4-70-80