ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫМИ ВОЛОКНАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-4-29-39

Полный текст:


Аннотация

Резюме: Цель. Целью исследования является изучение особенностей прохождения волн механических колебаний ультразвуковой частоты через композиционные материалы, в том числе подвергнутые воздействию СВЧ электромагнитного поля. Метод. Выполнены исследования распространения механических волн, генерируемых источником ультразвуковых колебаний, в образцах из композиционных материалов, армированных углеродными волокнами, использующихся в авиастроении. Результат. Установлено, что при прохождении через композиционный материал частота волн снижается практически на два порядка по сравнению с частотой вынуждающей динамической силы, при этом существенное влияние оказывает метод укладки армирующих волокон: наибольшее снижение частоты наблюдается у композитов с квазиизотропной структурой. При прохождении колебаний непосредственно через металлическую поверхность снижение частоты происходит не более, чем на порядок. Амплитудные значения виброускорений возрастают при уменьшении толщины образцов и превышают в 2-3 раза полученные при контрольном прохождении волны через стальную поверхность оснастки. Уровень звукового давления изменяется от 4,1 ПА для образцов с квазиизотропной структурой до 8,4 Па для образцов, армированных металлической сеткой. Обработка исследованных материалов в СВЧ электромагнитном поле приводит к изменению характера прохождения волн колебаний. Незначительно – на  (7-9)% возрастает среднее за установленный период времени значение виброускорения, но при этом существенно (от 20% до 6 раз)снижается неравномерность значений, т.е. колебания становятся стабильными. У некоторых материалов (армированный металлической сеткой квазиизотропный и слоистый прессованный) значения виброускорения вообще не изменяются за цикл. Вывод. Полученный результат может явиться основой для разработки технологий создания конструкций из композиционных материалов со стабильными виброакустическими характеристиками.

Об авторах

И. В. Злобина
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Россия
Злобина Ирина Владимировна – кандидат технических наук, доцент, кафедра «Техническая механика и детали машин».  3410054, г. Саратов, ул.Политехническая 77.


Д. В. Морозов
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Россия

Павлов Сергей Петрович – доктор физико-математических наук, профессор, кафедра «Математика и моделирование». 

3410054, г. Саратов, ул.Политехническая 77.



С. П. Павлов
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Россия

 Морозов Данила Вячеславович – студент, кафедра «Сварка и металлургия». 

3410054, г. Саратов, ул.Политехническая 77.



Список литературы

1. Кошкин Р.П. Основные направления развития и совершенствования беспилотных авиационных систем: http://spmagazine.ru/420, дата последнего обращения 28.01.2017 г.

2. http://mplast.by/novosti/2016-04-29-mirovoy-ryinok-ugleplastikov-dostignet-otmetki-v-23-mlrd-k-2022-godu/, дата последнего обращения сентябрь 2016 г.

3. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»//Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33.

4. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники //Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520–530.

5. Rand, B. Appleyard, S. Yardim,M.,1998 Proceedings of the NATO advanced Study Institute on Design and Control of Structure of Advanced Carbon Materials for Enhanced Performance, pp.177-193.

6. Thomas, G 2007, ‗Composites come of age on 787‘, The Australian, 18 May, p. 2830.

7. Werfelman, L 2007, ‗The Composite Evolution‘, AeroSafety World, March 2007, p. 17-21.

8. Лобанов Д. С. Экспериментальные исследования деформационных и прочностных свойств полимерных композиционных материалов и панелей с заполнителем: дис. канд. техн. наук: Пермь, 2015. 130 с.

9. Ling, L.X, Jun, L.H, Wen Feng. X, and Zhi. L.K, 2007. ―The effect of applied stress on damage mode of 3D C/C composites under bend-bend fatigue loading,‖. Science in China Series E-Technological Sciences, 50(1), pp. 97102.

10. Krishnamurthy S. 2006, Prestressed Advanced Fibre Reinforced Composites: Fabrication and Mechanical Performance, PhD thesis, Defence College of Management and Technology, CranfieldUniversity, Beds., p. 49-56.

11. Гусева Р. И. Особенности изготовления тонкостенных обшивок из углепластика в самолетостроении. Изменение технологических параметров в процессе формования / Гусева Р. И., ШаМингун // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета, № II-1 (18), 2014. С. 4-12.

12. Kumar S., T. D. Dang, F. E. Arnold, A. R. Bhattacharyya, B. G. Min,X. Zhang, R. A. Vaia, C. Park, W. W. Adams, R. H. Hauge, R. E. Smalley, S. Ramesh, and P.A. Willis. ―Synthesis, Structure, and Properties of PBO/SWNT Composites,‖ Macromolecules, vol 35, 2002, pp 9039-9043.

13. Savage, G., 1993, Carbon-carbon Composites, Chapman&Hall, USA, pp.178-237.

14. Ajayan, P. M., L. S. Schandler, C. Giannaris, and A. Rubio, ―Single-Walled Carbon Nanotube Composites: Strength and Weakness,‖ Advanced Materials, vol. 12, 2000, pp. 750-753.

15. Архангельский Ю.С. Справочная книга по СВЧ-электротермии: справочник / Ю. С. Архангельский – Саратов: Научная книга, 2011. - 560 с.

16. L. Estel, Ph. Lebaudy, A. Ledoux, C. Bonnet, M. Delmotte // Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications. – 2004. – № 11. – Р. 33.

17. Калганова С.Г. Электротехнология нетепловой модификации полимер- ных материалов в СВЧ электромагнитном поле. Дис.…доктора тех.н. Саратов: Саратов. гос. тех. ун-т, 2009.

18. Zlobina I.V. The Influence of Microwave Electromagnetic Field on Mechanical Properties of Composite Materials/Zlobina I.V., Bekrenev N.V. Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. № 2.С. 25-30.

19. Zlobina I.V. The influence of electromagnatic field microwave on physical and mechanical characteristics of CFRP (carbon fiber reinforced polymer) structural / Zlobina, I.V., Bekrenev, N.V. // Solid State Phenomena. 2016. V. 870, p.p. 101-106.

20. Zlobina I.V. Increasing of the endurance of polymeric construction materials with the multilevel hierarchical structure in the microwave electromagnetic field/Zlobina, I.V., Bekrenev, N.V. Muldasheva, G.K., //International Conference on Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures 2016, Tomsk, Russia, SEP 19-26, AIP Conference Proceedings, AIP Publishing, Tom 1783, р.р. 020236-1 – 020236-4.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Злобина И.В., Морозов Д.В., Павлов С.П. ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫМИ ВОЛОКНАМИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017;44(4):29-39. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-4-29-39

For citation: Zlobina I.V., Morozov D.V., Pavlov S.P. VIBROACOUSTIC CHARACTERISTICS OF COMPOSITE MATERIALS REINFORCED BY CARBON FIBRES. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2017;44(4):29-39. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-4-29-39

Просмотров: 134

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-6185 (Print)
ISSN 2542-095X (Online)