Пермские инженеры научились выявлять скрытые трещины в композитах

Композиты коварны тем, что их разрушение происходит поэтапно: сначала микротрещины появляются в связующей смоле, затем рвутся волокна, и лишь в конце дефект становится видимым. Инженерам приходится закладывать избыточный запас прочности, что увеличивает вес конструкций. В авиации каждый лишний килограмм ведет к серьезному перерасходу топлива, повышая эксплуатационные затраты на 40%.

Традиционный метод оптической деформации, использующий контрастный узор и видеокамеры, при многократных циклических нагрузках работал с ошибками. Данные вокруг крепежных отверстий искажались на 10–12%, а объем записываемой информации был избыточным. Исследователи ПНИПУ решили обе проблемы: отверстия теперь заполняют специальным составом, а алгоритмы съемки перенастроили на фиксацию только пиковых нагрузок. Погрешность в критических зонах снизилась до долей процента.

По словам старшего научного сотрудника Центра экспериментальной механики ПНИПУ Елены Струнгарь, ключ к успеху — в подборе шага обработки изображений, сопоставимого с размером структурных неоднородностей материала. Для углепластика этот параметр составляет 2 на 4 миллиметра. Такой подход позволяет инженерам одновременно видеть общую картину деформаций и локальные очаги зарождающихся разрывов.