Учёные Пермского Политеха научились видеть «невидимые» повреждения в композитах — 28 августа 2026 г. в 15:00:06.231
Учёные Пермского Политеха научились видеть «невидимые» повреждения в композитах Карбоновые рамы велосипедов, корпуса самолётов, лопасти ветрогенераторов, обшивка скоростных поездов — всё это композиты. Их опасность в том, что повреждения накапливаются незаметно: сначала трескается связующая смола, потом рвутся отдельные волокна, и лишь спустя время появляется видимая трещина. Этот процесс называют усталостью материала. Инженеры традиционно закладывают избыточный запас прочности — утолщают детали, меняют их «на всякий случай», хотя они могли бы служить ещё годы. Это увеличивает затраты до 40%, создаёт лишние отходы, а в авиации — требует десятков тонн дополнительного топлива за срок службы. Что было раньше Раньше деформации отслеживали тензометрами — маленькими датчиками, приклеенными к детали. Но они показывали деформацию только в точках и могли смещаться. Оптический бесконтактный метод (камеры + контрастный рисунок на поверхности) позволял получить полноценную карту деформаций. Но при циклических испытаниях накапливались терабайты данных, а вокруг отверстий под крепёж возникали оптические искажения, завышавшие деформации на 10–12%. Что сделали в ПНИПУ Доработали метод корреляции цифровых изображений для циклических испытаний композитов: Отверстия заполнили специальным клеем-расплавом и настроили программу так, чтобы она не учитывала зону отверстия, но точно рассчитывала деформации у его кромки — там, где чаще всего зарождаются трещины. Погрешность снизилась с 10–12% до долей процента. Настроили камеры на запись только в ключевые моменты каждого цикла (например, в пиковые нагрузки) — объём данных сократился в разы. Подобрали оптимальный шаг обработки изображений, сопоставимый с размером структурной неоднородности материала (для углепластика — 2 на 4 мм), чтобы фиксировать даже самые ранние микротрещины. Старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ Елена Струнгарь: «Мы подобрали шаг обработки, сопоставимый с размером структурной неоднородности материала. Только так можно одновременно видеть и общую картину, и локальные очаги зарождающихся трещин». Что даёт Метод позволяет видеть процесс зарождения трещин в самых опасных местах — у отверстий и между слоями. Это критично для авиации и космоса, где от прочности зависит безопасность. При проектировании можно не закладывать лишний запас прочности — детали становятся легче, экономится материал и топливо. Подписывайтесь на наш канал, чтобы знать о технологиях для авиации и космоса. ✈️🔬 #АВУ_наука