Новости - Отрасли ТЭК

Российские ученые разработали метод диагностики разрушения композитных материалов по звуку

10.03.26 06:03

Исследователи Южно-Уральского государственного университета совместно с международными коллегами разработали метод акустической эмиссии, позволяющий фиксировать начало расслоения углепластика и других композитных материалов.

Это важный шаг к созданию технологии оперативной диагностики повреждений.

Композитные материалы применяются в авиации, строительстве и промышленности, однако их главная слабость — деламинация (расслоение слоев), которая практически незаметна внешне, что делает своевременную диагностику крайне сложной задачей. Ученые предложили использовать датчики акустической эмиссии, улавливающие ультразвуковые импульсы внутри материала. В ходе тестов датчики записывали сигналы, возникающие при повреждениях, после чего поверхность излома изучалась под электронным микроскопом, а данные передавались на обработку искусственному интеллекту.

ИИ выделил четыре звуковых шаблона, каждый из которых соответствует определенному типу повреждения:

растрескиванию матрицы;
отслоению волокна от матрицы;
вытягиванию волокна;
разрыву волокна.

Дополнительно ученые ввели параметр AEER — скорость накопления акустической энергии на миллиметр роста трещины. Оказалось, что вытягивание волокон выделяет больше энергии, чем другие типы повреждений: возникающее трение поддерживает межслойные «мостики», которые замедляют распространение трещины.

На основе AEER и параметра межслойной вязкости исследователи планируют разработать полноценную технологию оперативной диагностики повреждений композитов.

Источник: Минобрнауки России