Методы акустической микроскопии для неразрушающей характеризации объемной микроструктуры и изучения микромеханики разрушения композитов, армированных волокнами

До настоящего времени проблема обеспечения прочности композитных материалов остается важной и актуальной как для фундаментальных исследований в области материаловедения и механики композитов, так и для их практического применения в авиационных и аэрокосмических технологиях. Основой для развития теоретических представлений о прочности и надежности конструкционных материалов является изучение физических механизмов необратимых изменений их структуры и свойств на микроуровне. Данный проект направлен на разработку методов и средств исследования объемной микроструктуры армированных композитов и процессов их деструкции, протекающих под действием внешних механических нагрузок. В проекте предлагается изучение изменений микроструктуры композитов и их составляющих элементов под действием механических нагрузок проводить посредством ультразвуковой визуализации высокого разрешения. Экспериментальные исследования будут проводиться с помощью разрабатываемого участниками проекта уникального измерительного стенда, позволяющего получать акустомикроскопические данные совместно с физико-механическими параметрами нагружаемого тестового образца в реальном масштабе времени. Дополнительно, для проведения микроструктурных исследований и выявления тонких структурных изменений, возникающих в объеме композита в результате нагружения, будет использована рентгеновская томография высокого разрешения. В рамках проекта предполагается выполнить теоретическое моделирование процессов разрушения армированного волокнами композитного материала под действием растягивающих и сжимающих нагрузок и провести верификацию разработанных моделей результатами экспериментальных исследований микромеханики разрушения. В результате выполнения проекта планируется получить новые фундаментальные знания в области механики разрушения армированных композитных материалов, которые позволят проводить разработку новых материалов с улучшенными характеристиками и технологию их производства, прогнозировать усталостные и прочностные свойства композитов, широко применяемых в авиационной и космической технике.