Kompositmaterialets egenskaber til konstruktion af pålidelige tog

Kompositmaterialer bliver stadig mere populære. Et af de primære kompositmaterialer til moderne strukturer er glasfiberforstærket plast (GFRP), som normalt bruges inden for luftfart, moderne transport- og vindkraftværker. Forskere fra South Ural State University har udført omfattende undersøgelser af ballistiske egenskaber ved GFRP for at forbedre effektiviteten af ​​dets anvendelse.

GFRP er relativt billig og har høj styrke. Imidlertid, praktisk talt alle velkendte resultater vedrørende ballistiske egenskaber ved GFRP tager ikke højde for forskellige belastninger, der opstår ved betjening af konstruktionerne eller overvejer forholdsvis lave slaghastigheder. På samme tid, et mere hyppigt stødt problem er påvirkninger ved høj hastighed. Forskerteamet fra SUSU's Institute of Engineering and Technology har bestemt ballistiske egenskaber ved glasfiberforstærket plast under udsættelse for driftsbelastninger ved en høj slaghastighed.

"Tit, næser af moderne tog, der er fremstillet af kompositmaterialer, udsættes for stød under togets bevægelse. Vi har undersøgt påvirkning af slagkraften på en plade af kompositmateriale under den normale driftsbelastning. Vi strakte prøven, skaber en anstrengt tilstand, og derefter bestemt dens ballistiske egenskaber ved en påvirkning, "siger en af ​​projektforfatterne, Mikhail Zhikharev.

En kompakt accelerationstestbænk blev brugt til at studere de ballistiske egenskaber. Under forsøget, et ballistisk stativ blev placeret inde i testmaskinen til strækning af prøven til den givne værdi af foreløbig belastning. Projektilets hastighed varierede fra 100 til 800 m/s for hvert belastningsniveau.

For at modtage det fulde billede af egenskaberne ved GFRP, en ANSYS Workbench -simulering brugte begrænsede elementer af forudindlæste plader og udsættes for en ballistisk påvirkning. Resultaterne af numerisk modellering var tilstrækkeligt tæt på de data, der blev opnået i løbet af det virkelige eksperiment.

"Vi fastslog afhængigheder af ballistisk grænseværdi af værdien af ​​forudindlæsning, "forklarer Mikhail Zhikharev." Sådan fastslog vi, at den ballistiske grænse for en tallerken fremstillet af GFRP reducerer for 15 procent under belastning op til 50 procent fra den ultimative styrkegrænse. Under hensyntagen til de indhentede data, moderne tog og sporvogne fremstillet af GFRP kan designes, der er mere modstandsdygtige over for driftsbelastninger. Dette vil øge deres pålidelighed og levetid. "