Сопротивление хрупкому разрушению и демпфирующие свойства слоистых металлополимерных композитов

С.В. Кутенева, С.В. Гладковский, Д.И. Вичужанин, П.Д. Недзвецкий ORCID logo показать трудоустройства и электронную почту
Получена 04 мая 2021; Принята 06 июня 2021;
Цитирование: С.В. Кутенева, С.В. Гладковский, Д.И. Вичужанин, П.Д. Недзвецкий. Сопротивление хрупкому разрушению и демпфирующие свойства слоистых металлополимерных композитов. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.279-284
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-279-284

Аннотация

В работе изучена возможностью получения перспективных слоистых металлорезиновых композитов на основе низкоуглеродистой сталей, алюминиевого сплава АМг3 и тепломорозостойкой резины методом горячего прессования с применением клея горячего отвержения. Выявлено влияние состава и конструкции композитов на ударную вязкость при температурах 20 и -60 °С и определены методом динамического механического анализа показатели демпфирующей способности материалов.Одним из актуальных направлений развития современного материаловедения является разработка и исследование новых слоистых металлополимерных композитов, которые находят все более широкое применение в авиакосмической технике, автомобилестроении и транспортном машиностроении. Металлическая основа данных композитов обеспечивает высокий уровень прочностных свойств и ударной вязкости, а полимерная прослойка позволяет получить высокие демпфирующие свойства, благодаря своей способности к диссипации энергии упругих колебаний, а также за счет низкой плотности полимерной составляющей возможно снизить вес конструкций. Значительный практический интерес представляет одна из разновидностей металлополимерных композиционных материалов на основе сэндвич-структуры — слоистые композиты типа «сталь-резина», характеризующиеся ярко выраженными вязкоупругими свойствами, что позволяет применять их в качестве вибродемпфирующих элементов в транспортных системах. В связи с этим в работе изучена возможностью получения перспективных слоистых металлорезиновых композитов на основе низкоуглеродистой стали 09Г2С, сверхнизкоуглеродистой стали 001ЮТ, алюминиевого сплава АМг3 и тепломорозостойкой резины B-14-1НTA методом горячего прессования с применением клея горячего отвержения. Выявлено влияние состава и конструкции композитов на ударную вязкость при температурах 20 и −60°С и определены методом динамического механического анализа такие показатели демпфирующей способности материалов, как тангенс угла механических потерь (tg δ), модуль упругости (E') и модуль вязкости (E''). Показана возможность использования слоистых металлорезиновых композитов, обладающих повышенным сопротивлением хрупкому разрушению в области низких климатических температур, а также в элементах конструкций транспортных систем с высокой вибрационной стойкостью.

Ссылки (17)

1. N. Chawla, K. N. Chawla. Metal matrix сomposites, 2nd ed. New York, Springer Science+ Business Media (2013) 370 p. Crossref
2. M. L. Kerber. Polymer composites: structure, properties, technology. St. Petersburg, CEP “Professiya” (2014) 592 p. (in Russian) [М. Л. Кербер. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. Санкт-Петербург, ЦОП «Профессия» (2014). 592 с].
3. C. Bellini, V. D. Cocco, F. Iacoviello, L. Sorrentino. Frat. ed Integrita Strutt. 49, 739 (2019). Crossref
4. S. L. Bazhenov. Mechanics and technology of composites: scientific publication. Dolgoprudny, Publishing House “Intellect” (2014) 328 p. (in Russian) [С. Л. Баженов. Механика и технологии композиционных материалов: научное издание. Долгопрудный, Издательский дом «Интеллект» (2014). 328 с].
5. S. A. Chernikov, S. Samer. Vestnik MGTU im. N. E. Bauman. Ser. Instrumentation. 4, 111 (2006). (in Russian) [С. А. Черников, С. Самер. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 4, 111 (2006).].
6. S. A. Tipalin, B. Yu. Saprykin, N. F. Shpunkin. Izvestiya MSTU “MAMI”. 2 (2), 194 (2012). (in Russian) [С. А. Типалин, Б. Ю. Сапрыкин, Н. Ф. Шпунькин. Известия МГТУ «МАМИ». 2 (2), 194 (2012).].
7. F. Matthews, R. Rawlings. Composites. Mechanics and technology. Moscow, Technosphere (2004) 408 p. (in Russian) [Ф. Меттьюз, Р. Ролингс. Композитные материалы. Механика и технология. Москва, Техносфера (2004) 408 с.].
8. M. N. Kolodkin, A. A. Zaitsev. Transport of the Russian Federation. 40 - 41, 74 (2012). (in Russian) [М. Н. Колодкин, А. А. Зайцев. Транспорт Российской Федерации. 40 - 41, 74 (2012).].
9. E. P. Tselykh, D. A. Polonyankin, E. A. Rogachev, V. I. Surikov. Omsk Scientific Bulletin. 137 (1), 97 (2015). (in Russian) [Е. П. Целых, Д. А. Полонянкин, Е. А. Рогачев, В. И. Суриков. Омский научный вестник. 137 (1), 97 (2015).].
10. A. B. Vetoshkin, S. V. Usachev, Gudkov S. V. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 49 (10), 74 (2006). (in Russian) [А. Б. Ветошкин, С. В. Усачев, С. В. Гудков. Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 49 (10), 74 (2006).].
11. G. Polyzois, P. Lagouvardos, S. Zinelis, M. Frangou. Int. J. Adhes. Adhes. 30, 500 (2010). Crossref
12. S. V. Gladkovsky, P. D. Nedzvetsky, D. I. Vichuzhanin, S. V. Kuteneva, S. V. Lepikhin. DREAM. 2, 6 (2020). (in Russian) [С. В. Гладковский, П. Д. Недзвецкий, Д. И. Вичужанин, С. В. Кутенева, С. В. Лепихин. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2, 6 (2020).]. Crossref
13. V. A. Sagomonova, V. I. Kislyakova, T. Yu. Tyumenev, V. A. Bolshakov. VIAM Proceedings. 10, 63 (2015). (in Russian) [В. А. Сагомонова, В. И. Кислякова, Т. Ю. Тюменева, В. А. Большаков. Труды ВИАМ. 10, 63 (2015).]. Crossref
14. Yu. V. Syty, V. A. Sagomonov, V. I. Kislyakova, V. A. Bolshakov. Aviation materials and technologies. 2, 51 (2012). (in Russian) [Ю. В. Сытый, В. А. Сагомонова, В. И. Кислякова, В. А. Большаков. Авиационные материалы и технологии. 2, 51 (2012).].
15. S. N. Sergeev, I. M. Safarov, A. V. Korznikov, R. M. Galeyev, S. V. Gladkovsky, D. I. Dvoynikov. Letters on Materials. 5 (1), 48 (2015). (in Russian) [С. Н. Сергеев, И. М. Сафаров, А. В. Корзников, Р. М. Галлеев, С. В. Гладковский, Д. А. Двойников. Письма о материалах. 5 (1), 48 (2015).]. Crossref
16. K. Babinsky, S. Primig, W. Knabl et al. JOM. 68 (11), 2854 (2016). Crossref
17. S. N. Sergeev, I. M. Safarov, A. P. Zhilyaev, R. M. Galeyev, S. V. Gladkovsky, D. I. Dvoynikov. Phys. Met. Metallogr. 122 (6), 665 (2021). (in Russian) [С. Н. Сергеев, И. М. Сафаров, А. П. Жиляев, Р. М. Галеев, С. В. Гладковский, Д. А. Двойников. ФММ. 122 (6), 665 (2021).]. Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский научный фонд - Грант (проект № 20-79-00084)
2. Министерство образования и науки Российской Федерации - АААА-А18-118020790147-4