Екатерина Щурова (П-235) приняла участие в конкурсе финансовой поддержки студентов “Вперед к открытиям”. Она выполняет исследование на тему «Повышение стойкости композитных панелей космических объектов от удара микрометеоритов на основе расчета МКЭ с определением адекватных моделей материалов».
Объектом исследования являются свойства материалов полимерно-керамического композитного экрана, используемого для защиты космических объектов. Керамика имеет высокую ударную прочность, но хрупкость этого материала снижает эффективность его использования. Применение вязкой матрицы из легкого материала – полимера – позволяет минимизировать этот недостаток.
Несмотря на достаточно длительный период исследования композитов, их поведение при высокоскоростных нагрузках до сих пор мало изучено. Кроме того, слабо разработаны модели структурных компонентов такого композита и инденторов сложной структуры, пробивающих такую защиту. Недостаточно изучены параметры, характеризующие динамику и контактные явления при пробитии преграды. Исходя из этого, создание адекватной конечно-элементной модели защитного композитного полимерно-керамического экрана и расчета его пробития сложным по структуре индентором является актуальной задачей.
Оценка стойкости такого экрана производится путем расчета методом конечных элементов процесса высокоскоростного удара. В дальнейшем это позволит на основе расчетов произвести выбор лучшего варианта структуры и параметров элементов экранов благодаря возможности оперативного изменения параметров расчетных моделей.
Ранее Е. Щуровой производились исследования по конечно-элементному моделированию защитной композитной панели из керамических частиц и полимерной матрицы. Был выполнен анализ формы частиц, статистического распределения их размеров, созданы конечно-элементные сетки и выполнены первые расчеты пробития фрагментов защитных пластин. Таким образом, в ходе данной работы планируется решить задачу описания свойств материалов, используемых в полимерно-керамическом композите, изготовить пластины из такого композита и выполнить экспериментальную проверку их разрушения.
