Kompositmaterial blir allt populärare. Ett av de primära kompositmaterialen för moderna strukturer är glasfiberarmerad plast (GFRP), som vanligtvis används inom luftfarten, moderna transport- och vindkraftverk. Forskare vid South Ural State University har genomfört omfattande studier av ballistiska egenskaper hos GFRP för att förbättra effektiviteten av dess användning.
GFRP är relativt billigt och har hög hållfasthet. Dock, praktiskt taget alla välkända resultat beträffande ballistiska egenskaper hos GFRP tar inte hänsyn till olika belastningar som uppstår vid drift av konstruktionerna eller överväger jämförelsevis låga slaghastigheter. På samma gång, ett problem som uppstår oftare är påverkan vid hög hastighet. Teamet av forskare från SUSU:s teknik- och teknikinstitut har fastställt ballistiska egenskaper hos glasfiberarmerad plast under exponering för arbetsbelastningar vid en hög slaghastighet.
"Ofta, näsan på moderna tåg, som är tillverkade av kompositmaterial, utsätts för stötar under tågets rörelse. Vi har studerat påverkan av slagkraften på en platta av kompositmaterial under den normala arbetsbelastningen. Vi sträckte ut provet, skapa ett ansträngt tillstånd, och bestämde sedan dess ballistiska egenskaper i ett slag, "säger en av projektförfattarna, Mikhail Zhikharev.
En kompakt accelerationstestbänk användes för att studera de ballistiska egenskaperna. Under experimentet, ett ballistiskt stativ placerades inuti testmaskinen för att sträcka provet till det givna värdet för preliminär belastning. Projektilens hastighet varierade från 100 till 800 m/s för varje lastnivå.
För att få en fullständig bild av egenskaperna hos GFRP, en ANSYS Workbench-simulering använde ändliga element av förladdade plattor och exponerades för en ballistisk stöt. Resultaten av numerisk modellering var tillräckligt nära data som erhölls under det verkliga experimentet.
"Vi bestämde beroenden för ballistiskt gränsvärde på värdet av förspänning, "förklarar Mikhail Zhikharev." Så här bestämde vi att den ballistiska gränsen för en tallrik gjord av GFRP minskar för 15 procent vid belastning upp till 50 procent från den slutliga styrkan. Med hänsyn till inhämtade uppgifter, moderna tåg och spårvagnar gjorda av GFRP kan utformas som är mer motståndskraftiga mot arbetsbelastningar. Detta kommer att öka deras tillförlitlighet och livslängd. "
