ИЗНАШИВАНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. МОДЕЛИ И ЭКСПЕРИМЕНТ

Автор: Ирина Георгиевна Горячева

Организация: Институт проблем механики им.А.Ю.Ишлинского РАН

ИЗНАШИВАНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. МОДЕЛИ И ЭКСПЕРИМЕНТ

 

Рисунок. Расчетные формы изношенной поверхности композитов с различными свойствами структурных элементов и профилограмма изношенной поверхности трения волокнистого углерод-углеродного композита

 

Волокнистые композиционные материалы представляют собой матрицу с расположенными в ней волокнами, которые, как правило, отличают по своим механическим и прочностным характеристикам от свойств матрицы. Примером таких материалов являются углерод-углеродные композиты (углеродные волокна расположены в углеродной матрице), которые используются при изготовлении тормозных дисков.

Излагаются методы расчета [1] скорости изнашивания и формы изношенной поверхности в установившемся режиме, изучается влияние структурных характеристик композита на форму его изношенной поверхности (рис.1) и эффективную скорость изнашивания. Приводится модель для изучения условий вырывания волокон с поверхности композита в условиях контактного взаимодействия, позволяющая проанализировать влияние свойств промежуточного слоя между волокном и матрицей на прочностные характеристики поверхностных слоев композита в условиях фрикционного взаимодействия.

Результаты моделирования сравниваются с результатами лабораторных испытаний на трение и изнашивания волокнистых углерод-углеродных композитов, которые проводятся в лаборатории трибологии Института проблем механики РАН с использованием разработанных методик трибологических испытаний, сопровождающихся анализом поверхности трения с использованием электронной и сканирующей зондовой микроскопии.

Результаты исследования могут быть использованы при конструировании и выборе технологии изготовления волокнистых композиционных материалов.

1. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М. Наука, 2001 478 с.

2. I.Goryacheva, Yu.Makhovskaya. Modeling of Fiber Composite Wear//In “Advances in the Field of     Dynamics of Complex Structures”, Springer, 2020