Деформирование и разрушение конструкционных полимерных композитов в условиях комплексных предварительных двухосных циклических и последующих квазистатических воздействий

Проект направлен на комплексное экспериментальное и теоретическое исследование закономерностей деформирования и разрушения волокнистых полимерных композитов в процессе накопления усталостных повреждений для решения проблемы обеспечения прочности ответственных композитных конструкций, эксплуатируемых в условиях многоосных циклических воздействий. На фоне растущих объемов использования полимерных композитов в ответственных высоконагруженных узлах и объектах авиационной, судостроительной, автомобильной и других отраслей промышленности необходимым является создание основ проведения уточенных прочностных расчетов композитных конструкций, учитывающих эффекты снижения механических характеристик материала в условиях циклических нагрузок и сложного напряженного состояния, что определяет актуальность указанной научной проблемы. Данный проект является дальнейшим развитием цикла теоретических и экспериментальных исследований, проводимых в Центре экспериментальной механики и на кафедре «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» Пермского национального исследовательского политехнического университета, в области деформирования и разрушения полимерных композитов, подвергнутых комплексным циклическим, ударным, вибрационным и квазистатическим воздействиям. Акцент делается на исследовании закономерностей деформирования и разрушения волокнистых полимерных композитов, подвергнутых предварительным (одноосным, двухосным пропорциональным, двухосным непропорциональным) циклическим воздействиям. Научная новизна исследований заключается в: - совершенствовании методик проведения испытаний трубчатых образцов волокнистого полимерного композита в условиях комплексных двухосных (растяжение с кручением) циклических и последующих квазистатических воздействий; - получении новых экспериментальных данных об изменении остаточных статических деформационных и прочностных характеристик исследуемых композитов после предварительных (одноосных, двухосных пропорциональных, двухосных непропорциональных) циклических воздействий; - выявлении физических процессов, происходящих в структуре волокнистых полимерных композитов при комплексных воздействиях, на основе данных неразрушающего контроля; - оценке влияния различных параметров циклов воздействий (амплитуд нормальных и касательных напряжений, постоянных составляющих нормальных и касательных напряжений, соотношения между двумя модами нагружения) на закономерности изменения механических характеристик композитов; - модернизации подходов к проведению обработки экспериментальных данных с оценкой изменения параметров петель гистерезиса в процессе циклических воздействий и прогнозированием индивидуальной долговечности образцов; - модификации существующих и создании новых феноменологических моделей описания изменения механических характеристик волокнистых полимерных композитов в условиях многоосных циклических воздействий, а также их верификации; - разработке рекомендаций по проведению уточненного прочностного анализа элементов композитных конструкций на основе созданных методик, подходов и моделей.