Мультифрактальный анализ для оценки модуля Юнга в композитных трубах
Аннотация
Дата поступления статьи: 13.10.2024Целью исследования было изучение структуры стеклобазальтовых композитных труб и исследование взаимосвязи между их статистическими размерами Реньи и физико-механическими свойствами. Были проведены физические эксперименты для измерения и анализа упругости стеклобазальтовых композитных труб. В рамках экспериментов проводились испытания модуля упругости и других механических характеристик. На микроуровне был применён фрактальный анализ для оценки влияния структуры волокнистой матрицы на физико-механическое поведение труб. В работе рассматривалась возможность моделирования микроструктуры стеклобазальтовых композитных труб с использованием 3D фрактального анализа. Установлена корреляция между спектром мультифрактальных размеров (D-200, D0, D1, D2, D200), неоднородностью волокнистой матрицы f(α) и упругими свойствами (модулем Юнга). Для полученных фрактальных моделей, прогнозирующих модуль Юнга, коэффициенты корреляции (R2) составляют 0,95 для D0, 0,92 для D1, 0,90 для D2, 0,82 для D-200 и 0,68 для f(α). Эти результаты могут быть использованы для быстрой оценки модуля Юнга с помощью оптической микроскопии и фотомикрографий микроструктуры.
Ключевые слова: фрактальное моделирование, микроструктура, физико-механические свойства, разработка материалов, стеклобазальтовое волокно, полимерные трубы, прогнозирование, интерфазные границы, механические свойства, фрактальная размерность, неоднородность
.