Разработка композитных материалов нового поколения: фрактальный подход
Аннотация
Дата поступления статьи: 03.11.2024Исследование было направлено на изучение свойств стеклобазальтовых композитных труб, в частности, на анализ связи между фрактальными размерами структуры, составом и механическими свойствами. Были проведены физические эксперименты для оценки свойств стеклопластиковых и стеклобазальтопластиковых труб.Испытания включали измерение прочности на растяжение, модуля упругости, устойчивости к разрушению, прочности на изгиб и других механических характеристик. Выполнен фрактальный анализ ровинга и эпоксидного связующего на микроструктурном уровне для оценки влияния структуры на механические свойства. На основе прогностического моделирования физико-механических свойств стеклобазальтовых труб был определен оптимальный диапазон свойств. Диапазон определяется следующими технологическими параметрами: содержание ровинга 68–74%, диаметр базальтового волокна 7–12 мкм и содержание эпоксидного связующего 21–27%. В рамках данного подхода предсказано производство труб с целевыми свойствами: предел прочности на растяжение, предел прочности на сжатие, и модуль упругости.
Ключевые слова: фрактальное моделирование, микроструктура, волокна матрицы, стеклобазальтопластик, композитный материал, прогнозирование, прочность, фрактальная размерность, неоднородность, механические свойства, композитная труба, стекловолокно, базальт
.