В России разработали новый метод подбора композитов для авиации
рубрика: наука
Метод, позволяющий на ранних стадиях проектирования предсказывать свойства короткоармированных композиционных материалов, разработали Ученые Самарского университета
Композиты делятся на типы в зависимости от длины волокон. В короткоармированных длина волокна составляет примерно 0,3 мм. Это позволяет до 30 процентов сократить вес и до 40 процентов сократить стоимость производства узлов навески аэрокосмического назначения по сравнению с металлическими аналогами, рассказали ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева.
По их словам, подобные материалы могут быть использованы для создания конструкций различного назначения – от корпуса электродрели до кронштейна двери самолета.
Прочность и жесткость короткоармированных композитов вдоль и поперек литья отличаются более чем в два раза, поэтому для проектирования легких и прочных изделий требуется программное обеспечение, позволяющее определять свойства конструкций в зависимости от организации процесса производства.
Как рассказали исследователи, в настоящее время для выбора материала перебирают варианты с различной объемной долей армирующих волокон, свойства каждого из которых исследуются в отдельности.
Подход ученых Самарского университета позволяет определять необходимое содержание волокон на ранних стадиях проектирования изделий. Он заключается в построении математической модели механических характеристик материалов с произвольной объемной долей волокна.
По словам исследователей, в настоящее время в промышленности используются зарубежные решения, цель научного коллектива Самарского университета – разработка собственной системы проектирования изделий из коротокоармированных композиционных материалов, решающей задачи литья, жесткости и прочности изделий.
Работа проводилась в рамках проекта РНФ № 19-79-10205, успешно завершенного в июне 2022 года. Коллектив проекта планирует продолжать работу и развивать методы и программное обеспечение проектирования изделий из короткоармированных композиционных материалов в рамках проекта РНФ № 22-79-10309, реализация которого начата в этом году.
Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers
