南烏拉爾州立大學的科學家正致力于用復合材料建造可靠的列車


用于現代結構的主要復合材料之一是玻璃纖維增強塑料(GFRP),其通常用于航空,現代運輸,風力發電廠等行業。南烏拉爾州立大學的科學家進行了廣泛的研究以研究彈道性質,這種復合材料可以提高其未來的使用效率。
 
  強度測試
 
  玻璃纖維增強塑料(GFRP)是一種流行的材料,因為它具有相對便宜而具有高強度的特性。許多論文致力于研究這種材料的特性。然而,實際上關于玻璃纖維增??強塑料的彈道特性的所有眾所周知的結果都沒有考慮在操作結構時發生的各種載荷,或者考慮到相對低的沖擊加載速度。與此同時,更重要和經常遇到的問題是高速沖擊。來自SUSU工程技術研究所的科學家團隊設法確定了玻璃纖維增??強塑料在高負荷沖擊下的運行載荷下的彈道特性。
 
  項目作者之一Mikhail Zhikharev說:“通常情況下,由復合材料制成的現代火車的外殼在火車運動過程中會受到沖擊。我們的任務是研究在正常操作載荷下沖擊力對復合材料制成的板的影響。我們拉伸了樣品。即創造了一個緊張的條件,然后我們進行了一次沖擊,并確定了它的彈道屬性”
 
  緊湊的加速試驗臺用于研究彈道性能。在實驗期間,將彈道支架放置在測試機內,這有助于將樣品拉伸至初始負載的給定值。對于每個載荷水平,射彈的速度從100到800米/秒不等。

  即將進行的研究實驗
 
  為了全面了解復合玻璃纖維增強塑料的性能,使用由玻璃纖維增強塑料制成的預加載板的有限元方法進行模擬,并使用Ansys Workbench包暴露于彈道沖擊下。在那時,數值模擬的結果與在實驗過程中獲得的數據足夠接近。
 
  Mikhail Zhikharev解釋說:“我們確定了彈道極限值對預載值的依賴性??紤]到所獲得的數據,現代火車和由玻璃纖維增??強塑料制成的電車將被設計為更耐運行負載。這將提高其可靠性和使用壽命。“
 
  南烏拉爾州立大學的科學家在俄羅斯科學基金會的資助框架內開展了研究玻璃纖維增??強塑料性能的工作。獲得的結果發表在復合材料B部分:工程高級科學期刊上,該期刊包含在Scopus(Q1)引文數據庫中。在設計新的復合材料時,將使用所獲得的材料性能研究技術,計劃在SUSU創建。