Деградация свойств при усталости слоистых полимерных композитов

Сотрудниками лаборатории механики полимерных композиционных материалов в сотрудничестве с Национальными исследовательскими Томским политехническим и Томским государственным университетами исследована взаимосвязь между структурой и сопротивлением циклическому нагружению слоистых композитов «пластина ПЭИ (ПЭЭК)/пленка ПЭИ (ПЭЭК)/препрег из ПЭИ-пропитанной углеволоконной ткани/пленка ПЭИ (ПЭЭК)/пластина ПЭИ (ПЭЭК)» на основе анализа изменения во времени параметров петель механического гистерезиса (рис. 1), рассчитанных с применением метода корреляции цифровых изображений. Показано, что в слоистом композите в реализованных условиях усталостного нагружения (0.8 от предела текучести) несовместность деформации ПЭИ-пластин и препрега, связанная с формированием межслоевой границы раздела из легкоплавкой пленки TecaPEI, обусловливает невысокую усталостную долговечность. В ПЭЭК слоистом композите межслоевая граница раздела была сформирована из проводника энергии из чистого ПЭЭК, что позволило сформировать малодефектную переходную зону, обеспечивающую надежную передачу нагрузки от ПЭЭК-пластин к центральному армирующему слою. В результате усталостная долговечность при уровне нагрузки 0.8 от предела текучести соответствовала многоцикловой усталости (более 86 000 циклов).


Работа выполнена д.т.н. Паниным С.В., Богдановым А.А., к.т.н. Алексенко В.О., к.ф.-м.н. Бочкаревой С.А. в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0010.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Mesomechanics (IF= 2.025 (2021); Q2 in Materials Science, Characterization & Testing).
S.V. Panin, A.A. Bogdanov, V.O. Aleksenko, S.A. Bochkareva, P.S. Lyubutin, I.L. Panov & D.Tian. Digital Image Correlation Analysis of Fatigue Degradation of Layered Polymer Composites (Polyetheretherketone/Polyetherimide, PEEK/PEI) with Carbon-Fiber Fabric Prepreg. Phys Mesomech 27, 541–555 (2024). https://doi.org/10.1134/S1029959924050047