Российские ученые нашли способ прогнозирования повреждения самолета

Москва, 17 апреля — РИА Новости. Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" был впервые предложен бесконтактный метод контроля внутренних напряжений в полимерных композитов, которые могут быть использованы для прогнозирования появления дефектов, а не только диагностировать их. Метод поможет намного проще и дешевле оценить повреждения композитных конструкций: например, деталей самолетов и корпусов кораблей. Этот документ был опубликован в "журнале сплавов и соединений".

Композиты сегодня являются особенно распространенными в транспортном секторе. Для того, чтобы оценить качество и долговечность материала важна для оценки внутренних напряжений всей конструкции, как на стадии его производства и использования. Есть смеси, где внутренние напряжения после производства достигает 95% от прочности на растяжение, то есть немного больше напряжения – и материал просто треснет.

В углепластика, стеклопластика, гибридные композиты, нет такого уровня внутренних напряжений после изготовления, но они все равно накапливаются под действием эксплуатационных нагрузок, условий эксплуатации и погодных факторов. Это приводит к повреждению материала и снижению его несущей способности.

Старший научный сотрудник центра композиционных материалов ниту "МИСиС" Андрей Степашкин "методы контроля напряжений в композитных структурах зачастую неудобно, – говорит старший научный сотрудник центра композиционных материалов ниту "МИСиС" Андрей Степашкин. Например, бесконтактные методы (ультразвуковые, акустические испытания) позволяют обнаруживать только дефекты и не дают информации о действующих в материале напряжений и их распределение по дизайн кузова. Но традиционные методы измерения напряжений являются контактными и требуют подключения к материал с наклейками. Получается, что на этапе до появления дефекта бесконтактных методов практически не распространяется. Поэтому нам пришлось разработать новый способ".

Идея ученых ниту "МИСиС" в оценке напряжений, использование аморфных магнитных микропроводов, которые еще на стадии производства закладываются между слоями углеродного волокна и образуют чувствительные к напряжению сетки.

Напряженное состояние в материале вокруг микропровода эффекты как вещество в проводе реагирует на внешнее магнитное поле. Таким образом, измерения можно проводить бесконтактно, без подключения чувствительного элемента: его пропуск не требуется, так как это заложено в материал на необходимую глубину на стадии изготовления.

Авторы отмечают возможность использовать только один датчик, в отличие от общих методов неразрушающего контроля, что требует оборудования с обеих сторон изучаемых предметов. То есть, эта технология значительно упрощает, ускоряет и удешевляет процесс оценки композита, что позволяет не только фиксировать, но и прогнозировать появление дефектов бесконтактным способом.

На данный момент, исследователи протестировали различные режимы измерения и метод внедрения проводов в композите, убедившись, что свойства материала не ухудшаются от этого.

Методология ниту "МИСиС" уже оценили несколько представителей ракетно-космической и авиационной отрасли, а также разработчиков композиционных материалов. По словам Андрея Степашкин, сейчас команда "покинуть лабораторию" и разработать на основе лабораторного прибора-прототипа датчика и измерительной системы.

"Мы сделали только первый шаг, но уже сейчас мы видим конкретные приложения нашего развития", – сказал ученый. – Он имеет дополнительные возможности: реализовать в матрице материала микропровода может обеспечить "сток" статического заряда в конструкции из стеклопластика. То есть, наши провода могут заменить металлические сетки, которые вставляются в эти материалы".

Категория: Технологии