Os materiais compostos são cada vez mais populares. Um dos principais materiais compostos para estruturas modernas é o plástico reforçado com fibra de vidro (GFRP), que é comumente usado na aviação, transporte moderno e usinas de energia eólica. Cientistas da South Ural State University realizaram extensos estudos das propriedades balísticas da GFRP para melhorar a eficiência de seu uso.

GFRP é relativamente barato e tem alta resistência. Contudo, praticamente todos os resultados bem conhecidos com relação às características balísticas de GFRP não levam em consideração várias cargas que ocorrem durante a operação das estruturas ou consideram velocidades de carregamento de impacto comparativamente baixo. Ao mesmo tempo, um problema encontrado com mais frequência são os impactos em alta velocidade. A equipe de cientistas do Instituto de Engenharia e Tecnologia da SUSU determinou as características balísticas do plástico reforçado com fibra de vidro sob exposição a cargas operacionais em alta velocidade de carregamento de impacto.

"Muitas vezes, narizes de trens modernos, que são produzidos a partir de materiais compostos, são expostos a impactos durante o movimento do trem. Estudamos a influência da força de impacto em uma placa de material composto sob a carga operacional normal. Esticamos a amostra, criando uma condição tensa, e então determinou suas propriedades balísticas em um impacto, "diz um dos autores do projeto, Mikhail Zhikharev.

Uma bancada de teste de aceleração compacta foi usada para estudar as propriedades balísticas. Durante o experimento, um suporte balístico foi colocado dentro da máquina de teste para esticar a amostra até o valor dado de carga preliminar. A velocidade do projétil variou de 100 a 800 m / s para cada nível de carregamento.

Para receber o quadro completo das propriedades do GFRP, uma simulação ANSYS Workbench usou elementos finitos de placas pré-carregadas e expostas a um impacto balístico. Os resultados da modelagem numérica foram suficientemente próximos aos dados obtidos no decorrer do experimento real.

"Determinamos as dependências do valor limite balístico sobre o valor da pré-carga, "explica Mikhail Zhikharev." É assim que determinamos que o limite balístico de uma placa feita de GFRP reduz em 15 por cento sob carregamento até 50 por cento do limite de resistência final. Levando em consideração os dados obtidos, trens e bondes modernos feitos de GFRP podem ser projetados para serem mais resistentes às cargas operacionais. Isso aumentará sua confiabilidade e vida útil. "