INFLUENCE OF MOLDING METHODS ON DEFECTS IN CARBON FIBER SAMPLES AFM UNDER STATIC LOADING

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Samples from domestic ACM carbon fiber made by autoclave and vacuum forming under static loading were studied. To control defects, acoustic methods (acoustic emission, ultrasonic), strain metering were used and microanalysis of their thin sections was carried out. The location of acoustic emission signals in the region of the stress concentrator made it possible to determine that in autoclave molding their number is ten times less than in vacuum. The ultrasonic method and acoustic emission made it possible to determine the structure of carbon fiber, the coordinates of defects and their type. During the control of unloaded samples made by vacuum molding, manufacturing defects were found that, when stretched statically, increased in size and led to the initiation of new failures. In autoclave-formed samples, manufacturing defects were not found. Microanalysis of vacuum samples revealed defects associated with fiber failure, matrix cracking, and delamination. Autoclave tests showed that the number of defects and their dimensions were significantly reduced.

About the authors

L. N Stepanova

FAI Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin

Email: akustika2063@yandex.ru
Novosibirsk, Russia

V. A Bataev

The Novosibirsk State Technical University

Novosibirsk, Russia

V. V Chernova

The Siberian Transport University

Novosibirsk, Russia

S. V Sheifer

FAI Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin

Novosibirsk, Russia

References

  1. Фейгенбаум Ю.М., Миколайчук Ю.А., Метелкин Е.С., Батов Г.П. Место и роль неразрушающего контроля в системе поддержания летной годности композитных конструкций // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2015. № 9. С. 71—82.
  2. Lehmann M., Bueter A., Schwarzaupt O. Structural health monitoring of composite aerospace structures with acoustic emission // Journal of Acoustic Emission. 2018. V. 35. P. 172—193.
  3. Тимошков П.Н., Гончаров В.А., Усачева М.Н., Хрульков А.В. Особенности технологии и полимерные композиционные материалы для изготовления крыльев перспективных самолетов (обзор) // Труды ВИАМ. 2022. № 1 (107). С. 66—75.
  4. Вешкин Е.А., Постнов В.И., Абрамов П.А. Пути повышения качества деталей из ПКМ при вакуумном формовании // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 4 (3). С. 834—839.
  5. Лещукова И.В. Принципиальные технологии изготовления авиационных конструкций из композиционных материалов: RTM и автоклавное формование // Международный научный журнал «Инновационная наука». 2018. № 1. С. 14—16.
  6. Башков О.В., Проценко А.Е., Брянский А.А., Ромашко Р.В. Диагностика полимерных композиционных материалов и анализ технологий их изготовления с использованием метода акустической эмиссии // Механика композиционных материалов. 2017. Т. 53. № 4. С. 765—774.
  7. Сятковский А.И., Черняева Е.В., Волков А.Е., Вьюненко Ю.Н. Влияние полимерных слоев защитных конструкций на параметры акустической эмиссии// Деформация и разрушение материалов. 2022. № 6. С. 35—40.
  8. Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Муравьев В.В., Комаров К.Л., Кареев А.Е., Кабанов С.И., Лебедев Е.Ю., Кожемякин В.Л., Бобров А.Л., Бояркин Е.В., Муравьев М.В., Бехер С.А. Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии. М.: Машиностроение / Машиностроение— Полет, 2004. 368 с.
  9. Степанова Л.Н., Серьезнов А.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С. Использование вейвлет-преобразований для локации сигналов акустической эмиссии // Контроль. Диагностика. 2017. № 10. С.18—25.
  10. Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Рамазанов И.С., Лебедев Е.Ю., Канифадин К.В., Киреенко В.В., Вонсовский А.В. Акустико-эмиссионный контроль дефектов сварки. Новосибирск: Наука, 2018. 272 с.
  11. Advances in Phased Array Ultrasonic Technology Applications. USA, Waltham: Olympus NDT, 2007. 491 p.
  12. Бойчук А.С., Диков И.А., Генералов А.С., Чертищев В.Ю. Ультразвуковой контроль образцов в процессе разработки и испытаний новых марок углепластика // Труды ВИАМ. 2021. № 12. С. 61—65..
  13. Базулин А.Е., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Тихонов Д.С., Смотрова С.А., Иванов В.И. Контроль образцов из полимерных композиционных материалов с использованием ультразвуковых антенных решеток // Дефектоскопия. 2022. № 6. С. 3—16.
  14. Feygenbaum Yu.M., Mikolaychuk Yu.A., Metelkin E.S., Batov G.P. The place and role of nondestructive testing in the system of continuing airworthiness of composite designs // Scientific bulletin of GosNII GA. 2015. No. 9. P. 71—82.
  15. Lehmann M., Bueter A., Schwarzaupt O. Structural health monitoring of composite aerospace structures with acoustic emission // Journal of Acoustic Emission. 2018. V. 35. P. 172—193.
  16. Timoshkov P.N., Goncharov V.A., Usacheva M.N., Khrulkov A.V. Features of technology and polymer composite materials for the manufacture of wings of advanced aircraft (review) // Proceedings of VIAM. 2022. No. 1(107). P. 66—75.
  17. Veshkin E.A. Postnov V.I., Abramov P.A. Ways to improve the quality of parts made of PCM in vacuum forming // Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2012. V. 14. No. 4 (3). P. 834—839.
  18. Leshchukova I.V. Fundamental technologies for manufacturing aircraft structures from composite materials: RTM and autoclave molding // International scientific journal «Innovative Science». 2018. No. 1. P. 14—16.
  19. Bashkov O.V., Protsenko A.E., Bryanskii A.A., Romashko R.V. Diagnostics of polymer composite materials and analysis of their production technology by using the method of acoustic emission // Mechanics of Composite Materials. 2017. V. 53. No. 4. P. 533—540.
  20. Syatkovsky A.I., Chernyaeva E.V., Volkov A.E., Vyunenko Yu.N. Influence of polymer layers of protective structures on acoustic emission parameters // Deformatsiya i Razrushenie materialov. 2022. No. 6. С. 35—40.
  21. Seryeznov A.N., Stepanova L.N., Muravyov V.V., Komarov K.L., Kareev A.E., Kabanov S.I., Lebedev E.Yu., Kozhemyakin V.L., Bobrov A.L., Boyarkin E.V., Muravyov M.V., Bekher S.A. Diagnostics of transport objects by the acoustic emission method. M.: Mashinostroenie / Mashinostroenie—Polet, 2004. 368 p.
  22. Stepanova L.N., Seryeznov A.N., Kabanov S.I., Ramazanov I.S. Wavelet transform application for acoustic emission signals location // Testing. Diagnostics. 2017. No. 10. P. 18—25
  23. Seryeznov A.N., Stepanova L.N., Kabanov S.I., Ramazanov I.S., Lebedev E.Yu., Kanifadin K.V., Kireenko V.V., Vonsovsky A.V. Acoustic emission testing of welding defects. Novosibirsk: Science, 2018. 272 p.
  24. Advances in Phased Array Ultrasonic Technology Applications. USA, Waltham: Olympus NDT, 2007. 491 p.
  25. Boychuk A.S., Dikov I.A., Generalov A.S., Chertishchev V.Yu. Ultrasonic testing of spesimens at the development and testing process of new CFRP grades // Proceedings of VIAM. 2021. No. 12. P. 61—65.
  26. Bazulin A.E., Bazulin E.G., Vopilkin A.Kh., Tikhonov D.S., Smotrova S.A., Ivanov V.I. Testing samples made of polymer composite materials using ultrasonic antenna arrays // Defectoscopiya. 2022. No. 6. С. 3—16.

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies