Исследование развивающихся повреждений при изгибном нагружении полимерных композиционных материалов и их идентификация методом акустической эмиссии

Полимерные композиционные материалы (ПКМ), армированные стеклянными волокнами, востребованы во многих отраслях промышленности благодаря комплексу уникальных свойств (высокой удельной прочности и хемостойкости) при экономической эффективности применения. Вместе с тем использование стеклотканей в роли армирующих элементов обеспечивает высокую технологичность производства. Однако, в отличие от кристаллических материалов, ПКМ подвержены сложному процессу разрушения, требующего применения неразрушающих методов контроля для получения информации о природе образующихся повреждений и кинетики их накопления. Работа посвящена исследованию повреждений, развивающихся в образцах стеклопластика, формованного с использованием стеклоткани Т-11-ГВС-9 и связующего DION 9300 FR, в условиях статической деформации изгибом в сопровождении метода акустической эмиссии (АЭ). В работе решалась задача идентификации природы повреждений в стеклопластике по спектрам Фурье регистрируемых сигналов АЭ. Для оценки кинетики образования и развития повреждений использовался метод кластеризации. Кластеризация выполнялась на основе алгоритма самоорганизующейся карты Кохонена (SOM) с использованием значений пиковых частот спектров Фурье, рассчитанных для зарегистрированных сигналов АЭ при статической деформации изгибом образца стеклопластика до разрушения. Для обеспечения разделимости образующихся повреждений по параметрам АЭ использовалась скорость нагружения в 10 раз ниже определяемой по государственному стандарту. Установлено, что использование частотного представления сигналов АЭ, регистрируемых при разрушении стеклопластика, эффективно при решении задачи идентификации природы образующихся повреждений. Установлено, что процесс образования расслоений при изгибе многослойных слоистых пластиков выступает критическим механизмом разрушения, приводящим к существенной потере прочностных свойств полимерного композита.