По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Применение датчика деформации интегрального типа при циклических испытаниях композиционного материала на основе углеродных волокон

Бурков М.В. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск
Любутин П.С. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск
Алтухов Ю.А. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск
Научный руководитель: Панин С. В д-р техн. наук, профессор, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск

Волокнистые углекомпозиты являются перспективным конструкционным материалом для различных отраслей промышленности. Сложная структура углекомпозитов позволяет достигать высоких эксплуатационных свойств, что приводит к необходимости непрерывного контроля ее состояния, наличия повреждений и дефектов как производственного, так и эксплуатационного происхождения. В статье рассматривается дефектоскопия с применением датчиков деформации интегрального типа, рассматриваются результаты проведения дефектоскопии.

Литература:

1. Змызгова Т.Р. // Экспозиция. Нефть. Газ. — 2012. — Т. 25. — № 7. — С. 14–19.

2. Кузяков О. Н., Сызранцев В. Н . , Марголин А. М. Вестник Тюменского государственного университета. — 2010. — № 6. — С. 139–146.

Волокнистые углекомпозиты являются перспективным конструкционным материалом для различных отраслей промышленности, прежде всего, авиации. В отличие от металлов композиты обладают сложной гетерогенной структурой, наличием нескольких направлений армирования, различными свойствами матрицы и волокна, большим количеством границ раздела волокна и связующего. Наличие столь сложной структуры, с одной стороны, позволяет достигать высоких эксплуатационных свойств, с другой стороны, обусловливает необходимость непрерывного контроля ее состояния, наличия повреждений и дефектов как производственного, так и эксплуатационного происхождения. В этой связи актуальным является разработка устройств встроенного контроля состояния (Structural Health Monitoring — SHM), которые могут являться источниками информации о наличии/возникновении повреждений. Это позволяет существенно повысить безопасность эксплуатации, а также расширить временные интервалы между точками плановой полномасштабной диагностики.

Одним из подходов к контролю деталей из КМ является оценка состояния материала с помощью датчиков деформации интегрального типа (ДДИТ) [1, 2]. Этот метод основан на оптической регистрации поверхности наклеенной на испытуемый материал фольги (чувствительного элемента), деформирующейся вместе с исследуемым материалом. По мере усталостного нагружения на фольге формируется деформационный рельеф, регистрируемый с помощью цифровой камеры. Дальнейшая обработка изображений позволяет рассчитать информативные параметры, с помощью которых можно оценить степень поврежденности материала.

Материал образцов представляет собой псевдоизотропный композит системы «углеродное волокно/эпоксидная матрица» с укладкой [+45°/90°/ –45°/0°] 2s. Для защиты поверхности материала в укладку в качестве внешних слоев добавлены слои стеклоткани. На рис. 1, а приведен чертеж образца с двумя надпилами и наклеенной на поверхность А1 фольгой; толщина образца — 3,3 мм. Мягкую алюминиевую фольгу приклеивали на цианакрилатный клей «Момент», далее проводили ее полировку алмазной пастой. На рис. 1, б изображены фотографии исходного и разрушенного образцов. Видно, что фольга на образце в исходном состоянии, не подвергавшемуся циклическому нагружению, имеет полированную поверхность, в то время как на разрушенном образце из‑за образовавшегося рельефа фольга становится «матовой» (диффузно-рассеивающей).

Для Цитирования:
Бурков М.В., Любутин П.С., Алтухов Ю.А., Научный руководитель: Панин С. В, Применение датчика деформации интегрального типа при циклических испытаниях композиционного материала на основе углеродных волокон. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов. 2020;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: