სველი და თერმული გარემოს გავლენა ნახშირბადის ბოჭკოვანი/ეპოქსიდური კომპოზიტების დარტყმითი დესტრუქციის მახასიათებლებზე

1 შესავალი

ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებულ ეპოქსიდური კომპოზიტს (CFRP) მრავალი უპირატესობა აქვს, როგორიცაა დაბალი სიმკვრივე, მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, მაღალი სპეციფიკური სიხისტე, დაღლილობისადმი მდგრადობა, კოროზიისადმი მდგრადობა და კარგი მექანიკური თვისებები. იგი ფართოდ გამოიყენება აერონავტიკასა და სხვა გარემოსდაცვით მკაცრ სტრუქტურებში, ნესტიან, სითბოს და დარტყმის მიმართ. გარემო ფაქტორების გავლენა მასალებზე სულ უფრო აშკარა ხდება. ბოლო წლებში, ადგილობრივმა და უცხოელმა მეცნიერებმა ჩაატარეს დიდი რაოდენობით კვლევები ცხელი და ნოტიო გარემოს CFRP კომპოზიტებზე ზემოქმედების შესახებ [1] და ზემოქმედების გავლენის შესახებ CFRP კომპოზიტებზე. კვლევამ აჩვენა, რომ ცხელი და ნოტიო გარემოს გავლენა CFRP კომპოზიტებზე მოიცავს მატრიცის პლასტიზაციას [2, ბზარებს [31 და ბოჭკო-მატრიცის შესუსტებულ ინტერფეისის თვისებებს [2'3'5], CFRP კომპოზიტის მოხრას სველი თერმული დამუშავების დროის მატებასთან ერთად]. მექანიკური თვისებების შესრულება [2, ტყვიის და ფენშორისი ძვრის თვისებები [2, 1 და სტატიკური დაჭიმვის თვისებები [3'6'7] კლების ტენდენციას ავლენს. ვოლდესენბეტი და სხვ. [8,9]-ში შეისწავლეს კომპოზიტების დარტყმითი მექანიკური თვისებები სველი თერმული დამუშავების შემდეგ მაღალი დეფორმაციის სიჩქარის დროს და დაადგინეს, რომ ცხელი და ნოტიო გარემო აუმჯობესებს კომპოზიტების დარტყმით სიმტკიცეს. გამოვლინდა, რომ კომპოზიტური მასალების ტენიანობის შთანთქმას შეუძლია გააუმჯობესოს მასალების დარტყმითი მექანიკური თვისებები გარკვეულ პირობებში, რაც საკმაოდ განსხვავდება კვაზისტატიკურ პირობებში ექსპერიმენტული შედეგებისგან. ამჟამინდელი ძირითადი კვლევითი სამუშაოა ტენიანი სითბოს (წყალში ჩაძირვის ჩათვლით) გავლენა ბოჭკოვანი გამაგრებული ფისოვანი მატრიცული კომპოზიტების დაბალი სიჩქარის დარტყმით მახასიათებლებზე. პან ვენგემ და სხვებმა [10] შეისწავლეს ორგანზომილებიანი ნაქსოვი მინაბოჭკოვანი/ეპოქსიდური კომპოზიტური ლამინირების შეკუმშვის თვისებები ოთახის ტემპერატურაზე დაბალი სიჩქარის და ცხელ და ნოტიო პირობებში (65 °C წყალში ჩაძირვა) დაბალი სიჩქარის დარტყმის შემდეგ. 4. ცხელ და ნოტიო გარემოში ლამინატი მიიღება დაბალი სიჩქარის დარტყმის შემდეგ. შეკუმშვის მახასიათებლები მნიშვნელოვნად მცირდება. კარასეკმა და სხვებმა [1] შეისწავლეს ტენიანობისა და ტემპერატურის გავლენა გრაფიტის/ეპოქსიდური კომპოზიტების გავლენაზე და მიიღეს ისინი დაბალი ტემპერატურისა და ოთახის ტემპერატურის გარემოში. ტენიანობას მცირე გავლენა აქვს დაზიანების საწყის ენერგიასა და ენერგიის შთანთქმაზე. იუჩენგ ჟონგმა და სხვებმა [12,13] ჩაატარეს დაბალი სიჩქარის დარტყმის ტესტი კომპოზიტურ ლამინატებზე სველი თერმული დამუშავების შემდეგ. დაასკვნეს, რომ ცხელი და ნოტიო გარემო მნიშვნელოვნად ამცირებს ლამინატის დარტყმით დაზიანებას. აუმჯობესებს ლამინატის დარტყმის წინააღმდეგობას. კრისტინამ და სხვებმა [14] შეისწავლეს არამიდ-მინა-ბოჭკოვანი/ეპოქსიდური კომპოზიტის დაბალი სიჩქარის ზემოქმედება სველი თერმული დამუშავების შემდეგ (70°C წყალში ჩაძირვა) და მიიღეს დარტყმის დაზიანების უფრო მცირე არეალი სველი თერმული დამუშავების შემდეგ. ეს იწვევს დელამინაციის დაზიანებას ნიმუშის შიგნით, რომელიც შთანთქავს მეტ ენერგიას დარტყმის დროს და აფერხებს დელამინაციის წარმოქმნას. ზემოაღნიშნულიდან ჩანს, რომ ტენიანი თერმული გარემოს გავლენა კომპოზიტური მასალების დარტყმით დაზიანებაზე აქვს როგორც ხელშემწყობი, ასევე შესუსტებელი ეფექტი. ამიტომ, საჭიროა შემდგომი კვლევა და დადასტურება. ზემოქმედების თვალსაზრისით, მეი ჟიუანმა და სხვებმა [15] შემოგვთავაზეს და შექმნეს ბოჭკოვანი შეღწევადობის ორეტაპიანი (ძვრის შეღწევადობა და უწყვეტი შეღწევადობა) შეღწევადობის დინამიკის ანალიზის მოდელი მაღალსიჩქარიანი დარტყმის დროს. გუიპინგ ჟაო და სხვ. [16]-ში ჩატარდა სამი სახის განსხვავებული სიჩქარის (ბალისტიკური ზღვრული სიჩქარის ნაკლები, ტოლი და მეტი) შესწავლა ნიმუშის დარტყმითი მახასიათებლებსა და დაზიანებაზე სამი სახის ლამინატის გამოყენების შემდეგ, თუმცა არ მოიცავდა ტენიანი სითბური გარემოს გავლენას დარტყმით მიყენებულ დაზიანებაზე. ზემოთ მოყვანილ ლიტერატურაზე დაყრდნობით, ბოჭკოვანი გამაგრებული კომპოზიტური ლამინატების სველი და ცხელი გარემოს ზემოქმედების შესახებ დაკავშირებული კვლევა ჯერ კიდევ არ არის შესწავლილი. ამ ნაშრომში შესწავლილი იქნა სველი სითბური მგრძნობელობით გაჯერებული ნახშირბადის ბოჭკოვანი/ეპოქსიდური კომპოზიტური ლამინატების დარტყმითი დაზიანების მახასიათებლები 70°C წყლის აბაზანის პირობებში. ცხელი და ნოტიო გარემოს გავლენა კომპოზიტების დარტყმითი უკმარისობის მახასიათებლებზე გაანალიზდა მშრალი ოთახის ტემპერატურის ნიმუშებთან შედარებით. ექსპერიმენტში, CFRP ლამინატები დაზიანდა CFRP ლამინატებზე 45 მ/წმ, 68 მ/წმ და 86 მ/წმ სიჩქარით. გაიზომა სიჩქარე დარტყმამდე და დარტყმის შემდეგ. გაანალიზდა ცხელი და ნოტიო გარემოს გავლენა ლამინატების ენერგიის შთანთქმის მახასიათებლებზე. ლამინატის შიდა დაზიანების დასადგენად გამოყენებული იქნა ულტრაბგერითი C-სკანირება და გაანალიზდა დარტყმის სიჩქარის გავლენა მოტეხილობის არეალზე. ნიმუშის დაზიანების მეზოსკოპიული მახასიათებლების დასაკვირვებლად გამოყენებული იქნა სკანირებადი ელექტრონული მიკროსკოპი და ულტრა-სიღრმის სამგანზომილებიანი მიკროსკოპული სისტემა, ხოლო ნიმუშის დაზიანება გაანალიზდა ნოტიო სიცხის გარემოს მიხედვით. მახასიათებლების გავლენა.

2 ექსპერიმენტული მასალები და მეთოდები

2. 1 მასალა და მომზადება

ნახშირბადის ბოჭკოვანი ეპოქსიდური ფისი (T300/EMl 12) კომპოზიტური მასალა, წინასწარი ჩაძირვით მოწოდებული Jiangsu Hengshen Co., Ltd.-ის მიერ, ერთშრიანი წინასწარი ჩაძირვის სისქე 0.137 მმ, ბოჭკოს მოცულობითი ფრაქციით 66%. ლამინირებული პანელი იდება ფენის იატაკზე. ზომით 115 მმ x 115 მლნ. გამოყენებულია ცხელი დაპრესილი ავზის ფორმირების პროცესი. პროცესით მომზადებული გამყარების პროცესის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. თავდაპირველად, ოთახის ტემპერატურა აამაღლეთ 80°C-მდე 1-დან 3°C/წთ-მდე გათბობის სიჩქარით, შემდეგ გაათბეთ 30 წუთის განმავლობაში, გააცხელეთ 130°C-მდე 113°C/წთ გათბობის სიჩქარით, გაათბეთ 120 წუთის განმავლობაში, შეამცირეთ 60°C-მდე.⁰C მუდმივი გაგრილების სიჩქარით, შემდეგ კი წნევის მოხსნა და გაშვება, და გაშვება.

2. 2 სველი თერმული დამუშავება

ნიმუშის მომზადების შემდეგ, ნიმუში სველი-თერმული დამუშავებით დამუშავდა HB 7401-96.171 სპეციფიკაციის „ფისზე დაფუძნებული კომპოზიტური კომპოზიტური ფენის სველი ცხელი გარემოს ტენიანობის შთანთქმის ექსპერიმენტული მეთოდი“ შესაბამისად. პირველ რიგში, ნიმუში მოთავსებულია თერმოსტატულ საშრობ კამერაში 70 გრადუს ცელსიუსზე გასაშრობად. რეგულარულად აწონეთ სასწორების გამოყენებით, სანამ ნიმუშის ხარისხის დანაკარგი არ გახდება სტაბილური არაუმეტეს 0.02%-ისა, ამ დროს ჩაწერილი მნიშვნელობაა საინჟინრო მშრალი მასა G. გაშრობის შემდეგ, ნიმუში მოთავსებულია 70 გრადუს ცელსიუსზე ტემპერატურის წყალში სველი თერმული დამუშავებისთვის. HB 7401 სპეციფიკაციის თანახმად, 96-ში მითითებული მეთოდი „ყოველდღიურად ზომავს ნიმუშის ხარისხს, რომელიც აღირიცხება როგორც Gi და აღრიცხავს ტენიანობის შთანთქმის ცვლილებას Mi. CFRP ლამინირებული ნიმუშის ტენიანობის შთანთქმის გამოსახულებაა:

ფორმულა დეტალურად არის აღწერილი: Mi არის ნიმუშის ტენიანობის შთანთქმის უნარი, Gi არის ხარისხი ნიმუშის მიერ ტენიანობის შთანთქმის შემდეგ, g, go არის ნიმუშის მშრალი მდგომარეობის ხარისხი.

2. 3 დარტყმითი ექსპერიმენტი

CFRP ლამინატზე მაღალსიჩქარიანი დარტყმის ექსპერიმენტი ჩატარდა 15 მმ დიამეტრის მქონე მაღალსიჩქარიან პნევმატურ ქვემეხზე. მაღალსიჩქარიანი დარტყმის ტესტის მოწყობილობა (იხ. სურათი 2) მოიცავს მაღალსიჩქარიან პნევმატურ თოფს, ლაზერული სიჩქარის საზომ მოწყობილობას დარტყმამდე და დარტყმის შემდეგ, ტყვიის კორპუსს, ნიმუშის სამონტაჟო მოწყობილობას (სურათი 2-ის ზედა მარჯვენა კუთხე) და ტყვიის კორპუსის უსაფრთხოების აღმდგენი მოწყობილობას. ტყვიის კორპუსი არის კონუსური თავით ცილინდრული ტყვია (სურათი 2), ტყვიის მოცულობაა 24.32 გ, დიამეტრით 14.32 მმ; დარტყმის სიჩქარეა 45 მ/წმ (დარტყმის ენერგია 46 ჯ), 68 მ/წმ (დარტყმის ენერგია 70 ჯ), 86 მ/წმ (დარტყმის ენერგია 90 ჯ) დარტყმის დროს.

2. 4 ნიმუშების დაზიანების აღმოჩენა

დარტყმის შემდეგ, ნახშირბადის ბოჭკოვანი ფერის ეპოქსიდური კომპოზიტური ლამინატის ფენის კიდეებისებრი ფირფიტა გამოიყენება CFRP ლამინატის ფირფიტის შიდა დარტყმითი დაზიანების დასადგენად, ხოლო დარტყმითი დაზიანების არეალის პროექციის არე იზომება გამოსახულების ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფით UTwim, ხოლო განივი კვეთის დაზიანების დეტალური მახასიათებლები დაკვირვებულია სკანირებადი ელექტრონული მიკროსკოპით და ულტრასიღრმისეული ველის 3D მიკროსკოპული სისტემით.

3 შედეგები და დისკუსიები

3. 1 ნიმუშების ტენიანობის შთანთქმის მახასიათებლები

სულ 37.7 დღის შემდეგ, გაჯერებული ტენიანობის შთანთქმის საშუალო მაჩვენებელია 1.780%, დიფუზიის სიჩქარით 6.183x10.7lllnl2/s. CFRP ლამინატის ნიმუშის ტენიანობის შთანთქმის მრუდი ნაჩვენებია ნახაზ 3-ზე. როგორც ნახაზ 3-დან ჩანს, ნიმუშის ტენიანობის შთანთქმის საწყისი ზრდის ტემპი წრფივია, წრფივი ეტაპის შემდეგ, ტენიანობის შთანთქმის ზრდის ტემპი იწყებს კლებას, დაახლოებით 23 დღის შემდეგ აღწევს სტაბილურ მდგომარეობას და გარკვეული პერიოდის შემდეგ აღწევს ტენიანობის შთანთქმის გაჯერებას. ამრიგად, ნიმუშის ტენიანობის შთანთქმა შეესაბამება ორეტაპიან ტენიანობის შთანთქმის რეჟიმს: ტენიანობის შთანთქმის პირველი ეტაპი განპირობებულია ტემპერატურისა და ტენიანობის ერთობლივი მოქმედებით, თავად მასალის გავლით ტენიანობა შეიცავს ფორებს, ხვრელებს, ბზარებს და სხვა დეფექტებს, რომლებიც ვრცელდება მასალის შიგნით; წყლის დიფუზია ნელია და ამ ეტაპზე თანდათანობით აღწევს გაჯერებას.

3. 2-ფენიანი ლამინირებული დაფის აშკარა განადგურების მახასიათებლები

დარტყმის სიჩქარე 86 მ/წმ-ია, როდესაც ნიმუშის წინა და უკანა მხარე აშკარა განადგურების პროფილის რუკაზეა, მშრალი ოთახის ტემპერატურის ნიმუშის მიხედვით, სველი, ცხელი და გაჯერებული ნიმუშის წინა ნაწილის განადგურების ფორმა უფრო ჰგავს, დარტყმის დროს ორივე ნიმუში, საძირკვლის ბზარების გამო, ბოჭკოს პირველი ფენის გასწვრივ განადგურებას გარკვეული სრიალი აქვს. ეს იწვევს წინა მხარეს ელიფსური ან მართკუთხა ფორმის მიღებას და გარდა იმისა, რომ სუბსტრატში ბზარი ჩანს, ბოჭკოების გატეხვაც ჩანს. მშრალი ოთახის ტემპერატურის ნიმუშის მიხედვით, სველი, ცხელი და გაჯერებული ნიმუშის უკანა მხარეს განადგურების ფორმის დანახვა ჩანს, რომ უკანა მხარეს დარტყმის მიმართულებით გარკვეული ამობურცულობა აქვს და ჯვრის ფორმის ბზარს წარმოადგენს. აშკარაა, რომ ბოჭკოს მოტეხილობა, ფუძის ბზარი და შუალედური ფენის მოტეხილობა (ფენებად დაყოფა) განადგურების სამი ფორმაა, ბოჭკოს ბოლო ნაწილი აწეულია, მაგრამ არ არის გატეხილი, მხოლოდ ფენად და ბოჭკო/ფუძის ბზარებად დაყოფაა. ბოჭკოს მოტეხილობა ასევე განსხვავებულია, როგორც ეს წინა და უკანა ნაწილის დაზიანების შედარებით ჩანს. წინა ნაწილი იწვევს ბოჭკოს და სუბსტრატის მოტეხილობას შეკუმშვისა და ძვრის გამო. უკანა მხარე გაჭიმვის გამო იწვევს ბოჭკოს გატეხვას და სუბსტრატის ფენად დაყოფას. სურათი 4 ასახავს დარტყმის სიჩქარეს 45 მ/წმ, 68 მ/წმ, 86 მ/წმ, როდესაც ნიმუშის შიდა დაზიანება C სკანირდება. სურათის ცენტრში დაახლოებით მრგვალი l ნაცრისფერი ხაზით მითითებული ფართობი დაზიანების ნახვრეტის პროეცირებული ფართობია. თითოეული პატარა დიაგრამის ზემოთ და ქვემოთ შავი ხაზი მიუთითებს ნიმუშის უკანა აქერცვლის არეალის ფართობს. სურათი (ბ) (დ) (ვ)-ზე თეთრ ხაზზე მონიშნული ფართობი ნიმუშის შიდა დაზიანებას წარმოადგენს საზღვრის გასწვრივ. გრაფიკი აჩვენებს, რომ დარტყმის ენერგია იზრდება დარტყმის სიჩქარის ზრდასთან ერთად. ლამინირებულ ფირფიტას შეუძლია მეტი ენერგიის შთანთქმა დარტყმის დროს (კონკრეტული მნიშვნელობებისთვის იხილეთ სურათი 6), რაც იწვევს ლამინატის დაზიანების პროექციის ფართობის ზრდას: მშრალი ოთახის ტემპერატურის ნიმუშის სველი და ცხელი გაჯერების ნიმუშის სურათთან შედარებით, ჩანს, რომ ნიმუშის შიდა დაზიანება (თეთრი ხაზი) ​​წარმოიქმნება საზღვრის გასწვრივ ნიმუშის სველ-ცხელი გაჯერების მდგომარეობაში, ძირითადად შთანთქმის პროცესის გამო. ლამინირებულ ფირფიტაში სუბსტრატის პლასტიზაცია და ბოჭკო-ფუძის ინტერფეისის შესუსტება იწვევს საზღვრის გარკვეულ გავლენას ლამინირებულ ფირფიტაზე დარტყმის პროცესის დროს. სურათის მიხედვით, ნიმუშის უკანა აქერცვლის არე (შავი ხაზი) ​​მშრალ მდგომარეობაში დიდად არ განსხვავდება სველი ცხელი გაჯერების მდგომარეობისგან.

3. 3-ფენიანი პანელის დეტალური დესტრუქციული მახასიათებლები

CFRP ფენის შემაერთებელი ფირფიტის განივი კვეთის დაზიანების მახასიათებლების რუკა, რომელიც გადაღებულია ულტრაღრმა 3D მიკროსისტემით და სკანირების ელექტრონული სარკით, 45 მ/წმ დარტყმის სიჩქარით, მშრალი, სველი და ცხელი, აჩვენებს, რომ ნიმუშის დაზიანება ორივე მდგომარეობაში მოიცავს განადგურების სამ ფორმას: ბოჭკოს მოტეხილობა, ფუძის ბზარი და შუალედური ფენის მოტეხილობა. თუმცა, ორი ნიმუშის ფუძის ბზარი განსხვავებულად არის დაბზარული. მშრალ მდგომარეობაში სუბსტრატის ბზარი ბოჭკოსა და სუბსტრატს შორის შეერთების ადგილას არის დაბზარული. თუმცა, სველი თერმული დამუშავების შემდეგ სუბსტრატის ბზარს თან ახლავს სუბსტრატის ფრაგმენტების ჩამოვარდნა. Wold-esenbet-ისა და სხვა მასალების სველ და ცხელ გარემოში სტრუქტურის ზემოქმედების მახასიათებლებისა და ბოჭკოვანი სუბსტრატის ინტერფეისის დეგრადაციის ერთობლივად განსაზღვრული, სველ და ცხელ გარემოში, CFRP ფენის ფირფიტა ფისოვან ფუძეში განიცდის გარკვეული რაოდენობის წყლის შთანთქმას, გაჟონილი წყალი გამოიწვევს ფისოვანი სუბსტრატის დაშლას. ნახშირბადის ბოჭკო არ არის შთამნთქმელი, მაშინ ორს შორის უნდა იყოს სველი გაფართოება, ეს განსხვავება ასუსტებს სუბსტრატსა და ბოჭკოს შორის ინტერფეისს, ამცირებს სუბსტრატის სიმტკიცეს. დარტყმითი დატვირთვის ქვეშ, სუბსტრატის ფრაგმენტები ადვილად ცვივა, რაც იწვევს ოთახის მშრალი ტემპერატურის ნიმუშის დაზიანების ინტერფეისიდან განსხვავებას. სკანირებული ელექტრო სარკის დეტალური სტრუქტურიდან ჩანს, რომ სველი და ცხელი პოსტ-ბაზის სხეულის ბზარები ძირითადად პრესის გატეხვის ფხვიერი ბზარებია, ხოლო სველ სიცხემდე ბზარები ძირითადად მყიფეა, ხოლო ფენებს შორის ჰორიზონტალური ძვრის ბზარი უფრო აშკარაა. ფიგურაში მოცემული ოპტიკური მიკროსკოპიდან ჩანს, რომ ორ შემთხვევაში განადგურების ფორმები განსხვავებულია და მშრალი მდგომარეობა თითო-ინტერ-ჭრის განადგურებაა. ნგრევის ძირითადად დასაჭრელად, სველი სიცხის შემდეგ განადგურების ფორმისთვის, რომელსაც თან ახლავს მნიშვნელოვანი ფენოვანი განადგურება, ფენოვანი განადგურების პროპორცია გაფართოვდა. ეს ჩანს განადგურების მექანიზმისა და ენერგიის შთანთქმის მახასიათებლების კუთხიდან. მეი ჟიუანმა წამოაყენა ჭურვის შეჭრის ორი ეტაპი: ჭრის ეტაპი და უწყვეტი შეჭრის ეტაპი. სველ, ცხელ ნიმუშში A ფართობი არის ძვრის შეჭრის ეტაპის განადგურება, ძირითადად იმიტომ, რომ დარტყმის პროცესში, ფენების ფირფიტა შეკუმშულია და იჭრება განადგურების დეფორმაციის წარმოქმნით, b ფართობი არის უწყვეტი შეჭრის ეტაპის განადგურება. ეს ეტაპი ძირითადად განპირობებულია ბოჭკოვანი ფენის გაჭიმვის სტრესის კომპონენტის მოქმედებით ტყვიის კორპუსის შეღწევის სიჩქარის შემცირებით, ხოლო ენერგია ძირითადად გარდაიქმნება ბოჭკოს გაჭიმვის დეფორმაციის ენერგიად და ფენებისშორისი მოტეხილობის ენერგიად (l 51), რის გამოც ბოჭკოს გატეხვა el და წინა ბოჭკოს გატეხვა სწორ ხაზზე არ არის. მშრალ ნიმუშში ეს ფენომენი აშკარა არ არის და ფირფიტის დაზიანება უფრო სერიოზულია, ფენის ფირფიტას აქვს ბზარების მდგომარეობა. 3. 4 შთანთქმის ენერგია და დაზიანების ხვრელის პროექციის ფართობის ანალიზი სურათი 5 გვიჩვენებს მშრალ ოთახის ტემპერატურასა და სველ, ცხელ გაჯერებას, გაშვების სიჩქარესა და სხეულის ენერგიის დაკარგვას შორის კავშირს, დაახლოებით 45 მ/წმ ინციდენტის სიჩქარის დროს, ტყვია მთლიანად უკუბრუნდება, ამიტომ ნახაზზე არ არის ნაჩვენები. როგორც სურათი 7-დან ჩანს, როდესაც ტესტი ტარდება სველი თერმული გაჯერების პირობებში, ტყვიის ენერგიის დაკარგვა სერიოზულია და ნიმუშის შეწოვის უნარი სველი თერმული დამუშავების შემდეგ იზრდება.

სურათი 6 წარმოადგენს ტყვიის სხეულის დაცემის სიჩქარისა და CFRP ფენის დაზიანების ხვრელის პროექციის არეალის გრაფიკულ დიაგრამას (ნაცრისფერი ხაზი აღნიშნავს სურათი 4-ის ნაწილს), სრულმასშტაბიანი სურათებიდან (4), (5), (6) ჩანს: (1) დარტყმის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, CFRP ფენის დაზიანების ხვრელის პროექციის არე იზრდება; (2) ნიმუშში დაზიანების ხვრელის პროექციის არეალი მშრალ ოთახის ტემპერატურაზე უფრო დიდია, ვიდრე სველი ცხელი გაჯერების დროს; (3) როდესაც დარტყმის სიჩქარე დაახლოებით 45 მ/წმ-ია, ლამინირებული ფირფიტის დაზიანების ხვრელის პროექციის არეალი სველი თერმული დამუშავების შემდეგ გაცილებით დიდია, ვიდრე ლამინირებული ფირფიტის დაზიანების ხვრელის პროექციის არეალი მშრალ ოთახის ტემპერატურაზე. სველი თერმული გაჯერების ნიმუშის დაზიანების l-ხვრელის პროექციის არეალი გაიზარდა 85.1%-ით და დაახლოებით 68 მ/წმ დარტყმის სიჩქარის დროს, ლამინირებული ფირფიტა სველ და თერმულ გაჯერების მდგომარეობაში გაიზარდა 18.10%-ით, შთანთქმის მნიშვნელობა (სურათი 5) გაიზარდა 15.65%-ით; დაახლოებით 88 მ/წმ დარტყმის სიჩქარის დროს, სველ და თერმულად გაჯერებულ მდგომარეობაში მყოფი ლამინირებული ფირფიტა შემცირდა 9.25%-ით, შთანთქმის მნიშვნელობა კვლავ გაიზარდა 12.45%-ით.

Yucheng Zhong-ის და სხვა პროდუქტების კვლევის შედეგებზე დაყრდნობით, ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული კომპოზიტური მასალების ტენიანობის შთანთქმა აუმჯობესებს ლამინირებული ფირფიტის ელასტიურობის ზღვარს და დარტყმისადმი მდგრადობას და აერთიანებს მშრალი ოთახის ტემპერატურის ნიმუშის დაზიანების ნახვრეტის პროგნოზირებულ ფართობსა და ამ ნაშრომში (ნაცრისფერი ხაზით ნაჩვენები სურათი 4) ტყვიის სხეულის დაცემის სიჩქარესა და CFRP ფენის დაზიანების ნახვრეტის პროექციის ფართობს შორის ურთიერთობის დიაგრამას და CFRP ფენის შემაერთებელი დაფის ფენოვანი დაზიანების შედარება შესაძლებელია, როდესაც დარტყმის სიჩქარე იგივე და დაბალია. სველი ცხელი გაჯერების ნიმუშის დაზიანების ნახვრეტის ფართობი შედარებით დიდია. ეს განპირობებულია იმით, რომ სველი თერმული დამუშავება იწვევს CFRP ფენის სუბსტრატის პლასტიფიცირებას, ასუსტებს ბოჭკოსა და სუბსტრატის ინტერფეისს და ფენების შუალედურ მუშაობას. დარტყმის დროს, ნიმუშის სველი თერმული გაჯერების მდგომარეობის გამო, ფენოვანი დაზიანების გაფართოების გამო, დაზიანების პროპორცია იზრდება. ვუ ისიუანისა და სხვა ექსპერიმენტების საფუძველზე ცნობილია, რომ ვერტიკალური მიმართულებით დარტყმის ენერგია ძირითადად შთანთქავს ფისოვანი სუბსტრატი, შემდეგ სუბსტრატის პლასტიფიცირება სველ და ცხელ გაჯერებულ ნიმუშს აძლევს საშუალებას, შეიწოვოს მეტი ენერგია დარტყმის პროცესში, აუმჯობესებს დარტყმისადმი მდგრადობას და ზრდის დაზიანების ხვრელის პროექციის არეალს; CFRP ლამინატის დაზიანება სრულად არ არის გახანგრძლივებული, დარტყმა დასრულებულია, ამიტომ როდესაც დარტყმის სიჩქარე უფრო მაღალია, CFRP ლამინატის დაზიანების პროექციის არეალზე სველი თერმული დამუშავება აღარ არის სერიოზული, მაგრამ სუბსტრატის ფისის პლასტიფიკაციის გამო, შთანთქმის უნარი კვლავ იზრდება.

4 დასკვნა

(1) დარტყმის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული ეპოქსიდური ფისოვანი კომპოზიტის (CFRP) ლამინატის დაზიანების ხვრელის პროეცირებული ფართობი იზრდება და დაზიანების 孑L ხვრელის ზრდის ტემპი ნიმუშში მშრალ ოთახის ტემპერატურაზე უფრო მაღალია, ვიდრე სველი სითბური გაჯერების დროს. დიდი: (2) როდესაც დარტყმის სიჩქარეა 45 მ/წმ, CFRP ლამინატის დაზიანების პროეცირების არე სველი სითბური გაჯერების მდგომარეობაში იზრდება 85.11%-ით, როდესაც დარტყმის სიჩქარეა 68 მ/წმ, CFRP ლამინატის დაზიანების პროეცირების არე სველი სითბური გაჯერების მდგომარეობაში იზრდება 18%-ით CFRP ლამინატთან შედარებით მშრალ ოთახის ტემპერატურაზე. 10%-ით, დარტყმის სიჩქარეა 86 მ/წმ. დასველებული გაჯერებული cFRP ლამინატის დაზიანების პროეცირების არე მცირდება 9.9%-ით მშრალ ოთახის ტემპერატურაზე არსებულ cFRP ლამინატასთან შედარებით. 25%-ით; (3) მას შემდეგ, რაც cFRP ლამინატი ცხელი და ნოტიო გარემოს ზემოქმედების ქვეშ მოექცევა, ლამინატის შრეთაშორისი მახასიათებლები მცირდება, რაც იწვევს დელამინაციის არეალის გაფართოებას.