Перейти в фотобанкОпытный образец пассажирского самолёта МС-21 в испытательном цехе Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) в Московской области

Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» впервые предложили бесконтактный метод контроля внутренних напряжений в полимерных композитах, с помощью которого можно предсказывать появление дефектов, а не только диагностировать их. Метод поможет намного проще и дешевле оценивать повреждения композитных конструкций: например, деталей авиатехники или корабельных корпусов. Работа опубликована в «Journal of Alloys and Compounds».

Композиты сегодня особенно часто используются в транспортной сфере. Для того, чтобы оценить качество и долговечность материала важна оценка внутренних напряжений всей конструкции, – как на стадии ее изготовления, так и при использовании. Существуют композиты, где внутреннее напряжение после изготовления достигают 95% от предела прочности, – то есть, ещё немного напряжения – и материал просто треснет.

В углепластиках, стеклопластиках, гибридных композитах нет такого уровня внутренних напряжений после изготовления, но они все равно накапливаются под действием эксплуатационных нагрузок, внешней среды и погодных факторов. Это приводит к повреждениям материала и снижению его несущей способности.

Авторы отмечают и возможность пользоваться всего одним датчиком – в отличие от распространенных методов дефектоскопии, требующих размещения аппаратуры по обе стороны изучаемой детали. То есть, данная технология существенно упрощает, ускоряет и удешевляет процесс оценки состояния композита, позволяя не только фиксировать, но и предсказывать появление дефектов бесконтактным способом.

На данный момент исследователи отработали различные режимы измерения и сам способ внедрения проводов в композит, убедившись, что свойства материала от этого не ухудшаются.

Методику НИТУ «МИСиС» уже оценили по достоинству несколько представителей космической и авиационной отрасли, а также разработчики композитных материалов. По словам Андрея Степашкина, теперь коллективу предстоит «выйти из лаборатории» и разработать на основе лабораторного прибора прототип датчика и измерительной системы.

«Мы сделали только первый шаг, но уже видим конкретное применение нашей разработке», – подчеркнул ученый. – Есть у нее и дополнительные возможности: внедряемая в материал сетка из микропроводов может обеспечивать «сток» статического заряда в конструкциях из стеклопластиков. То есть, наши провода вполне могут заменить металлические сетки, которые вставляются в эти материалы сейчас».

Источник: ria.ru