Ośrodek naukowy Diamond Light Source z Wielkiej Brytanii raz w roku przyznaje środki na realizację najciekawszych projektów badawczych. Tym razem dofinansowanie uzyskał projekt z udziałem Polaków. W składzie międzynarodowego zespołu są naukowcy z Politechniki Lubelskiej i Łódzkiej oraz brtyjskiej uczelni - University of Bath. Ich zadaniem jest zbadanie wpływu naprężeń na konstrukcje kompozytowe o cienkich ściankach np. słupy czy profile otwarte. Tego typu struktury kompozytowe są powszechnie wykorzystywane w elementach nośnych samolotów, helikopterów i w przemyśle motoryzacyjnym oraz turbinach wiatrowych.
- Planujemy eksperymentalny pomiar naprężeń resztkowych w cienkościennych strukturach kompozytowych wykonanych z włókna węglowego oraz wpływ tych naprężeń na stateczność i nośność konstrukcji - mówi prof. Tomasz Kubiak z Katedry Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji Politechniki Łódzkiej.
Naukowcy przeprowadzili już serię testów, ale potrzebne są jeszcze szczegółowe badania strukturalne polegające na obserwacji struktury kompozytu w krytycznych obszarach słupów w czasie postępującego obciążenia.
- Naprężenia resztkowe powstające w procesie produkcji kompozytu mogą znacząco wpłynąć na jego sztywność i pracę pod obciążeniem. Struktura kompozytu oraz warunki wytwarzania, w tym głównie obróbki termicznej, mają zasadniczy wpływ na zachowanie się kompozytu w czasie obciążeń. Testy wykazały, że w kwadratowych przekrojach poprzecznych słupy kompozytowe ulegają zniszczeniu przy obciążeniu wyboczeniowym o 40% większym niż przewidywane i wykazują znacznie większą sztywność po wyboczeniu niż oczekiwano. Przyczyną tego zachowania są naprężenia szczątkowe generowane w strukturze kompozytu podczas procesu utwardzania w autoklawie - wyjaśnia dr inż. Patryk Jakubczak z Katedry Inżynierii Materiałowej Politechniki Lubelskiej.
Badania będą wykonane w Diamond Light Source w Wielkiej Brytanii. To ośrodek naukowy oferujący dokładne pomiary wszelkich struktur przy użyciu synchrotronowej wiązki światła -od analizy chemicznej paliw kopalnych przez mikrostruktury metali, na badaniach wirusów kończąc. Naukowcy do badań wykorzystają synchrotron, czyli urządzenie, które przyspiesza elektrony niemal do prędkości światła i dzięki zjawisku dyfrakcji możliwa jest analiza badanych struktur z bardzo dużą rozdzielczością - 10 tysięcy razy większą niż przy użyciu klasycznego mikroskopu.