Углепластики широко используются в автомобилестроении, авиации, космонавтике и судостроении. В конструкциях самолетов нового поколения доля композиционных материалов составляет около 50%.
Материал востребован ввиду комбинации необходимых свойств: высокой прочности и малого веса. Однако на изменение прочности и жесткости материала могут повлиять незначительные удары. Например, жесткая посадка, столкновение с камнем, птицей или повреждение градом.
Повлечь образование трещин или расслоение способно даже слабое воздействие. При этом повреждения могут оставаться скрытыми и почти незаметными снаружи. Исследователи подвергали образцы именно таким ударам, которые не разрушали материал целиком, но оставляли внутренние дефекты.
«В авиации инженеры могут использовать эти данные для того, чтобы решить, можно ли дальше летать с найденным повреждением крыла или нужно провести срочный ремонт. Если повреждение ниже порога — самолет еще может оставаться рабочем состоянии, но если выше — требуется немедленное вмешательство», — объясняется на сайте ПНИПУ.
В результате экспериментов были выделены два этапа деградации углепластика: плавное снижение свойств и резкое изменение показателей прочности и жесткости после определенного уровня повреждений. Иными словами, определена пороговая чувствительность композита к ударам.
Исследования пермских ученых помогают понять, как даже слабые удары могут сказаться на прочности конструкций. На практике это позволит предотвращать аварии и обеспечивать безопасность самолетов и судов.