Исследование остаточных деформаций в наномодифицированных композитах после формования при повышенных температурах

В работе исследуется влияние углеродной наномодификации на остаточное напряжённо-деформированное состояние (НДС) после формования. Наномодификация является одним из способов снижения остаточных напряжений и деформаций. Основной целью было определить степень влияния параметров наномодификации на остаточное НДС. В рамках исследования были изготовлены четыре плиты. Две плиты изготовлены на основе обычного связующего с укладками [010/9010] и [010/4510], а две плиты — на основе модифицированного связующего с той же структурой слоёв. Для изготовленных пластин на каждой из четырёх сторон измеряли прогибы, по которым определяли остаточные деформации в панелях из наномодифицированного углепластика для рассмотренных укладок с модифицированным связующим и без него. Для анализа остаточного напряжённо-деформированного состояния были выполнены численный и аналитический расчёты. Численный расчёт проводился методом конечных элементов для случая закрепления плиты в точке геометрического центра при отсутствии силовой нагрузки и температурном перепаде 100 °C. Аналитический расчёт выполнялся для случая, когда плита свободна от закреплений и внешней силовой нагрузки, а температурный перепад составляет 100 °C. В ходе исследования с использованием программного обеспечения Digimat и метода осреднения Мори—Танаки были получены варианты физико-механических свойств монослоя. Результаты, полученные аналитическим и численным методами, хорошо согласуются между собой; сравнение с экспериментом позволило определить метод расчёта характеристик монослоя, наиболее близкий к экспериментальным результатам. На основании полученных результатов сделаны выводы о возможности снижения остаточного НДС и деформаций в конструкциях с несимметричными схемами армирования за счёт применения матрицы, содержащей углеродные наночастицы.