Разработан алгоритм проектирования рецептуры композитов

Сотрудники лаборатории механики полимерных композиционных материалов (ПКМ) ИФПМ СО РАН (Институт физики прочности и материаловедения, Сибирское отделение Российской академии наук, Томск) провели исследование усталостного поведения композитов на основе полиэфиримида (ПЭИ), наполненных короткими углеродными волокнами длиной 200 мкм, в условиях приложения циклических нагрузок. Содержание наполнителя составляло 10, 20 и 30%, а максимальное напряжение в цикле — 55, 65 и 75 МПа. Была разработана модифицированная модель усталости, основанная на полученных экспериментальных результатах и уравнении Баскина. Новизна результатов связана с разработкой модели, описывающей взаимосвязь структуры и свойств, которая учитывает как максимальное напряжение в цикле, так и содержание углеродного волокна в композитах. Кроме того, был предложен алгоритм проектирования таких композитов в соответствии с критерием длительности срока службы. Подход к определению взаимосвязей между составом, структурой и свойствами ПКМ, описанный в этом исследовании, может быть применен для дальнейшего расширения модели и повышения ее универсальности при использовании других термопластичных матриц и наполнителей. Результаты данного исследования могут быть использованы при проектировании композитов для конструкционных применений с заданными усталостными свойствами.