madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-701Research ArticleТранспортная техникаTransport equipmentЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВFOREIGN EXPERIENCE OF CARRYING OUT PHYSICAL AND MECHANICAL TESTS OF POLYMER COMPOSITE MATERIALSТимофееваАнастасия ГеоргиевнаTimofeevaAnastasia G.

магистрант

undergraduate

timofeevan@rambler.ruНикитинАртем СергеевичNikitinArtem S.

магистрант

undergraduate

nzzk@mail.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20192003201901(19)88Copyright © Тимофеева А.Г., Никитин А.С., 20192019Тимофеева А.Г., Никитин А.С.Timofeeva A.G., Nikitin A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/701

В настоящее время большое внимание в области машиностроения уделяется вопросу снижения металлоемкости изделий. В статье представлено обоснование актуальности производства деталей и узлов машин из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Рассмотрены возможности создания новых промышленных составов ПКМ, а также перспективы повышения точности при проведении их испытаний по определению физико-механических свойств. Выполнено обоснование выбора методов физико-механических испытаний ПКМ с целью определения их прочностных свойств. Проведен анализ отечественных и зарубежных стандартов на проведение физико-механических испытаний ПКМ. Определены основные отличия требований к проведению физико-механических испытаний в отечественной и зарубежной практике. Описываются методы проведения испытаний образцов ПКМ на растяжение и на усталость. Представлен процесс анализа результатов испытаний с применением программно-комплексного метода. Представлены результаты испытания образца ПКМ на растяжение, полученные при помощи компьютерной программы GOM Correlate, а также графики относительных максимальных, средний и минимальных напряжений при проведении циклических испытаний ПКМ на усталость. Представлены результаты амплитудного движения напряжений. При помощи методологии для анализа образцов, используемой зарубежными коллегами из Пармского университета (Италия), была установлена полномасштабная деформационная картина распределения армирующих частиц на поверхности образца.

Currently, much attention in the field of engineering is paid to the issue of reducing the metal consumption of products. The article presents the rationale for the relevance of the production of parts and components of machines made of polymer composite materials (PCM). The possibilities of creating new industrial compositions PCM, as well as prospects for improving the accuracy when conducting their tests to determine the physico-mechanical properties. The substantiation of the choice of the methods of physicomechanical testing of PCM with the aim of determining their strength properties was carried out. The analysis of domestic and foreign standards for the conduct of physical and mechanical tests of PCM. The main differences of the requirements for carrying out physical and mechanical tests in domestic and foreign practice are determined. Methods for testing tensile and fatigue PCM samples are described. The process of analyzing test results using a software-integrated method is presented. The results of the PCM tensile test, obtained using the GOM Correlate computer program, and the graphs of the relative maximum, average, and minimum stresses during cyclic PCM fatigue tests are presented. The results of amplitude movement of stresses are presented. Using the methodology for analyzing samples used by foreign colleagues from the University of Parma (Italy), a full-scale deformation picture of the distribution of reinforcing particles on the sample surface was established.

деформацияиспытание на усталостьиспытание на растяжениенагружениеполимерные композиционные материалыпрограммно-комплексный методразрушениеметод цифровой корреляции изображенийdeformationtensile testfatigue testcyclic loadspolymer composite materialssoftware-integrated methoddestructionDIC (Digital Image Correlation) analysisReferencesБаурова, Н.И. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин / Н.И. Баурова, В.А. Зорин – М.: МАДИ, 2016. – 264 с.Baurova N.I., Zorin V.A. Primenenie polimernyh kompozicionnyh materialov pri proizvodstve i remonte mashin (The use of polymer composite materials in the production and repair of machines), Moscow, MADI, 2016, 264 p.ГОСТ Р 57921-2017. Композиты полимерные. Методы испытаний. Общие требования.Kompozity polimernye. Metody ispytanij. Obshchie trebovaniya, GOST R 57921-2017 (Polymer composites. Test method. General requirements, State Standart 57921-2017).ГОСТ Р 57143-2016. Композиты полимерные. Метод испытания на усталость при циклических растяжениях.Kompozity polimernye. Metod ispytaniya na ustalost' pri ciklicheskih rastyazheniyah, GOST R 57143-2016 (Polymer composites. Test method for fatigue under cyclic tension, State Standart 57143-2016).ГОСТ Р 56785-2015. Композиты полимерные. Метод испытания на растяжение плоских образцов.Kompozity polimernye. Metod ispytaniya na rastyazhenie ploskih obrazcov, GOST R 56785-2015 (Polymer composites. Method of tensile testing of flat specimens, State Standart 56785-2015).Петрова, А.П. Клеи, клеевые связующие и клеевые препреги: учебное пособие / А.П. Петрова, Г.В. Малышева; под общ. Ред. Каблова. – М.: ВИАМ, 2017. – 427 с.Petrova A.P., Malysheva G.V. Klei, kleevye svyazuyushchie i kleevye prepregi (Adhesives, adhesive binders and adhesive prepregs), Moscow, VIAM, 2017, 427 p.ASTM D3039/D3039M-08. Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials.ASTM D3039/D3039M-08, Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials.ASTM D3479/D3479 M-12. Standard test method for tension-tension fatigue of polymer matrix composite materials.ASTM D3479/D3479 M-12, Standard test method for tension-tension fatigue of polymer matrix composite materials.Stochastic laminate analogy for simulating the variability in modulus of discontinuous composite materials / P. Feraboli, T. Cleveland, M. Ciccu, P. Stickler, J. Halpin // Journal Elsevier Science, Composites. – Elsevier Ltd, 2010. – Part A. – P. 557.Feraboli P., Cleveland T., Ciccu M., Stickler P., Halpin J. Stochastic laminate analogy for simulating the variability in modulus of discontinuous composite materials, Journal Elsevier Science, Composites, Elsevier Ltd, 2010, Part A, p. 557.Defect and damage analysis of advanced discontinuous carbon/epoxy composite materials / P. Feraboli, T. Cleveland, M. Ciccu, P. Stickler, L. Deoto // Journal Elsevier Science, Composites. – Elsevier Ltd, 2010. – Part A. – P. 888.Feraboli P., Cleveland T., Ciccu M., Stickler P., Deoto L. Defect and damage analysis of advanced discontinuous carbon/epoxy composite materials, Journal Elsevier Science, Composites, Elsevier Ltd, 2010, Part A, p. 888.Kokcharov, I. Structural Integrity Analysis / I. Kokcharov, A. Burov // Amazon Digital Services LLC. – 2013. – 438 p.Kokcharov I., Burov A. Structural Integrity Analysis, Amazon Digital Services LLC, 2013, 438 p.Zorin, V.A. Analysis of the Influence of Quantum-Mechanical Processes on the Possibilities of Determining the Low Degree of Curing a Binder when Molding Products from Polymer Composite Materials / V.A. Zorin, N.I. Baurova, Е.A. Kosenko // Polymer Science, Series D. – 2018. – Vol. 11, issue 3. – Pp. 334–338.ZorinV.A., Baurova N.I., Kosenko Е.A. Analysis of the Influence of Quantum-Mechanical Processes on the Possibilities of Determining the Low Degree of Curing a Binder when Molding Products from Polymer Composite Materials, Polymer Science, Series D, 2018, vol. 11, issue 3, pp. 334–338.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.