Публикации автора

Слоистые полимерные композиционные материалы (ПКМ) на основе углеродного волокна и эпоксидного связующего широко применяют в конструкции пассажирских самолетов. Из ПКМ выполняют как слабонагруженные, так и основные силовые элементы планера самолётов. В производстве уровень механических характеристик для всех силовых элементов из ПКМ должен быть подтвержден экспериментальными данными - испытаниями образцов-свидетелей. Одна из важнейших характеристик слоистого композиционного материала - способность воспринимать сдвиговые нагрузки в плоскости пакетов слоев (ламинатов). Для определения характеристик сдвига используют стандартные методы испытаний - по ASTM D5379 и ASTM D7078. Эти методы позволяют установить свойства при сдвиге композиционных материалов на основе полимерной матрицы, усиленной высокомодульным волокном. В целях выбора оптимального для выходного контроля изделия метода испытаний проведены сравнительные испытания по обоим стандартам. Приведены преимущества и недостатки рассматриваемых методов. Для испытаний были изготовлены образцы из стенки и зоны припуска лонжерона, на которых определяли значения разрушающих напряжений и модуля сдвига по каждому методу. Результаты испытаний показали, что разрушающие сдвиговые напряжения в материале, полученные по ASTM D7078, значительно (в 1,8 раза) превосходят определенные по ASTM D5379. При этом модуль упругости отличается незначительно - в 1,1 раза. Это объясняется чувствительностью результатов испытаний к методу нагружения и качеству изготовления образцов. При растяжении по ASTM D7078 нагрузка передается через лицевые поверхности образцов, имеющие высокое качество за счет оснастки или вакуумного мешка. При сжатии по ASTM D5379 критичным становится параллельность граней, через которые распределяется нагрузка. Кроме того, на результаты испытаний по ASTM D5379 оказывает влияние толщина образца - чем она больше, тем выше модуль сдвига. На основании полученных результатов сформулированы рекомендации по применению методов определения сдвиговых характеристик слоистых ПКМ.