Контроль состава КМ и характеристик связующего

Измерители составов КМ. Прочностные и массовые харак­теристики изделий из КМ во многом определяются объемным содержанием наполнителя в композиционном материале, т.е. соотношением связующее – наполнитель. При производ­стве изделий с заданными прочностными, массовыми и герметизационными свойствами требуется непрерывный или перио­дический контроль содержания связующего в пропитанном ма­териале, осуществляемый обычно непосредственно перед формованием изделия или на стадии контроля его качества.

Для оперативного контроля массового содержания связующего в неотвержденном КМ наибольшее применение нашли устройства, принцип действия которых основан на измерении существенно различающихся электрофизических характеристик наполнителя и полимерного связующего. Так, диэлектрическая проницаемость стекловолокна и эпоксидной смолы различается почти на порядок. Поэтому данный косвенный параметр ока­зывается зависимым от объемного (или массового) состава ком­позиции «связующее – летучие, пары воды – наполнитель». Если масса летучих и воды невелика или постоянна, то принци­пиально несложно определять соотношение связующее – напол­нитель путем измерения диэлектрической проницаемости про­питанного и непропитанного стекломатериала (жгут, лента, ткань). Ранее разработанные в 60–70-е гг. на этом принципе измери­тели соотношения связующее – наполнитель частично описаны в работах [5, 6, 17]. Большинство этих приборов обладает невы­сокой надежностью и низкими метрологическими характери­стиками (погрешности измерителей существенно зависят от нестабильности усилителей постоянного тока, влияния поляри­зационных эффектов в электрических ячейках, флуктуации температуры и толщины или формы контролируемого материа­ла), что затруднило широкое применение их в производст­ве КМ.

К числу наиболее совершенных в конструктивном и метро­логи­ческом отношении приборов относится измеритель массовой доли связующего в стеклоленте (ИСС-1), разработанный В.П.Горбовым. Он состоит из первичного преобразователя (ПП), устанавливаемого около движущегося стекломатериала; промежуточного измерительного преобразователя (ПИП) и регистрирующего потенциометра (П).

Первичный преобразователь включает измерительный мост и предварительный усилитель. Мост образован обмотками трансформатора и двумя конденсаторами: измерительным, через который движется материал шириной не более 180 мм, и компенсирующим с регулировочным винтом для установки «нуля» прибора. В состав ПИП входят усилитель, эмиттерный повторитель, амплитудно-фазовый детектор и усилитель постоянного тока, на выходе которого получа­ют сигнал (напряжение 0–5В). Для ослабления поляриза­ционных эффектов мостовая схема ПП и детектор запитываются переменным напряжением с частотой 100+10 кГц от гене­ратора. Питание прибора осуществляется напряжением постоянного тока ±24 В от источника ИП. Для регистрации результата измерения используют автоматический потенцио­метр П с пределом измерения 0–100 мВ.

Первичный преобразователь устанавливают обычно после отжимного устройства узла пропитки материала. Перед вклю­чением прибора ИСС-1 в измерительный конденсатор, состоя­щий из четырех попарно соединенных низко- и высокопотенци­альных электродов, вводят непропитанный материал и с помо­щью регулировочного винта компенсирующего конденсатора уравновешивают мост. Затем в измерительный конденсатор вводят контролируемый пропитанный материал. Возникает разбаланс моста и появляется сигнал, пропорциональный содержанию связующего в КМ.

Прибор ИСС-1 имеет следующие технические характери­стики: диапазон измерения массовой доли связующего – от 25 до 50%; основная абсолютная погрешность измерения +2%; дополнительная погрешность, вызванная изменением темпера­туры окружающей среды на 10°С, – не выше 2%; постоянная времени – 10 с. Дополнительная погрешность измерения, обус­ловленная вариациями толщины материала в приборе ИСС-1, сравнительно невелика. Последнее является результатом того, что контролируемый материал движется вдоль силовых линий от высокопотенциальных электродов измерительного конденса­тора ПП к низкопотенциальным со скоростью менее 1 м/с, и флуктуации толщины слабо влияют на выходной сигнал.

Для непрерывного контроля концентрации связующего в стекло- и органопластиковых ленточных материалах, используе­мых при «мокрой» намотке изделий, применяют анализатор со­става пропитанной ленты АСПЛ-2, принцип действия которого также основан на зависимости диэлектрической проницаемости ленты от содержания в ней связующего [17]. В состав анализа­тора входят два емкостных первичных преобразователя (ПП1 и ПП2), устанавливаемых на движущейся ленте до и после ее пропитки в ванне (В), измерительный блок (ИБ) и регистратор (П) – автоматический потенциометр (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Схема анализатора состава стеклоленты АСПЛ-2 ПП1, ПП2 – первичные преобразователи, В – пропиточная ванна, ИБ – измерительный блок, П – автоматический потенциометр,U1, U2 –токовые сигналы 1, 2, 3 – общая, измерительная и охранная пластины, 4 – генератор, 5 –регулятор температуры, 6 – частотный повторитель

 

Каждый ПП имеет общую 1, измерительную 2 и охранную 3 пластины, в воздушном зазоре между которыми движется контролируемый материал шириной 40–90 мм, толщиной до 5 мм. Охранные пластины преобразователей служат для умень­шения искривления силовых линий электрического поля и сни­жения погрешности измерения при нестабильном положении объекта контроля. ПП включен в частотно-зависимую цепь генератора 4, поэтому изменение соотношения связующее – на­полнитель в емкостной ячейке ведет к вариации частоты гене­ратора. Для уменьшения дополнительной погрешности измере­ния вследствие флуктуации температуры материала оба преобразователя имеют систему автоматической термостабилизации с регуляторами 5. Преобразователи ПП1 и ПП2 содержат пов­торители 6.

Измерительный блок ИБ имеет два канала преобразования частотных сигналов от ПП1 и ПП2 в сигналы постоянного тока. В блок входят устройства для регулировки чувствительности каждого канала и установки их «нулей» по специ­альным индикаторам.

Электрическая схема стандартного регистрирующего потен­циометра П изменена так, чтобы обеспечить в измерительном устройстве деление сигнала, пропорционального содержанию связующего в ленте, на сигналот ПП1, через который про­ходит непропитанный наполнитель. Результат деления сигналов отмечается на шкале потенциометра, проградуированной в процентах содержания связующего (20–40% для стекловолок­на, 30–60% для органоволокнистого наполнителя).

Анализатор АСПЛ-2 требует квалифицированного обслужи­вания: установка «нулей» и согласование чувствительности ка­налов должны производиться через каждые 3–4 ч эксплуата­ции; периодически необходимо осуществлять тарировку прибо­ра. При соблюдении этих и ряда других условий анализатор обеспечивает измерение состава ленты погрешностью, не превышающей ±3%.

Анализатор содержания связующего в КМ АСПМ-2 прин­ципиально не отличается от прибора АСПЛ-2, кроме незначи­тельных конструктивных особенностей, в частности наличия полуавтоматической подстройки «нулей» усилителей постоянно­го тока. Прибор АСПМ-2 позволяет определять состав пропитанного материала как по абсолютной, так и по относительной разности сигналовЗави­симость массового содержания связующего у_с в исследуемом материале от сигналов U\ и U₂ имеет нелинейный вид:

где ; – диэлектрические прони­цаемости наполнителя и связующего; – плотности напол­нителя и связующего.

Прибор требует индивидуальной градуировки для каждого типа наполнителя и связующего. Абсолютная погрешность измерения содержания связующего в материале толщиной 0,2–2 мм и шириной 50–150 мм составля­ет ±2,5% (при периодичности подстройки «нулей» усилителя через 1–2 ч).

Периодический контроль содержания связующего в КМ вы­полняют чаще всего в лабораторных условиях путем выделения из пропитанного образца материала органической составляю­щей (летучие, вода и связующее). Матричный материал экстрагируют из образца спиртом или толуолом, либо (чаще) выжигают в му­фельных печах при повышенных температурах. Разность масс образца до и после выжигания и есть в первом при­ближении массовое содержание связующего (абсолютная погрешность не более 0,7%). Лабораторный конт­роль содержания связующих может быть автоматизирован. Это позволяет почти на порядок сократить продолжительность определения состава и уменьшить вероятность появления субъективных ошибок при взвешивании образцов и выполнении расчетов.

Рис. 2.14. Структурная схема автоматизированной установки для экспресс-контроля содержания связующего: 1 – образец стекломатериала; 2 – кювета; 3 – шток; 4 – электронные весы; 5 – преобразователь; 6 – преобразователь; 7 – блок управления; 8 – исполнительный механизм; 9 – муфельная печь

 

Структурная схема автоматизированной лабораторной уста­новки для экспресс-контроля содержания связующего в стекломатериале [18] приведена на рис. 2.14. Установка работает следующим образом. Пробу 1 пропитанного КМ помещают в кювету 2, которая через теплоизолирующий шток 3 связана с электронными весами 4 типа ВЛК-3, снабженными преобразо­вателем 5. Выходной сигнал преобразователя вводится в элект­ронно-вычислительное устройство 6. После запуска всей установки это устройство с некоторой задержкой счи­тывает сигнал, пропорциональный массе кюветы и образца, и включает че­рез блок управления 7 исполнительный механизм 8, опускающий муфельную печь 9 на кювету. В муфельной печи в течение 6 мин при температуре 700±20°С происходит выжига­ние связующего из образца, после чего по команде вычисли­тельного устройства печь автоматически поднимается в исходное положение. Спустя определенное время кювета с минераль­ными остатками КМ взвешивается и регистрируется сигнал на выходе ве­сов. Запаздывание в 5 с вводится для устранения влияния на результат измерения переходных процессов в весах. Задержка времени, равная 50–60 с, необходима для восстановления теплового и влажностного равновесия в системе «прокаленный образец – окружающая среда» и более полного удаления продуктов сго­рания после подъема муфельной печи. Введение времен запаздываний повышает точность измерения массы кюветы с пробой. Массовое содержание связующего в стекломатериале у_с (в %) рассчитывают в вычислительном устройстве по фор­муле

где – масса пустой кюветы. Результат расчета фиксируют на цифровом табло.

Основные технические характеристики установки для эк­спресс-анализа содержания связующего: диапазон измерения 25–45%, абсолютная погрешность 1%, продолжительность одного анализа 7 мин.

При большом числе экспресс-анализов содержания связую­щего используют несколько автоматизированных лабораторных установок. Для этого применяют программное управление каж­дой установкой и обработку результатов измерения массы производят на ЭВМ. Функциональная схема каждой установки при этом претерпевает незначительные изменения: с выхода весов ВЛК-3 аналоговый сигнал постоян­ного тока с уровнем напряжения 0–100 мВ вводят в усилитель постоянного тока Ф-8024 и подают на ЭВМ. Машина выполняет для каждой установки отсчет времени, управляет положением муфельной печи, считывает результаты измерений, вычисляет у_с, отображает результаты определения содержания связующего на экране дисплея и регистрирует их в виде протокола на печатающем устройстве.

Анализатор позволяет определить содержание связующего в материале только при стекловолокнистом наполни­теле и неприменим для оценки состава органопластиков, у которых температура разложения наполнителей и связующих примерно одинаковы.

Для определения содержания органического наполнителя применяют термогравиметрический метод, допускающий авто­матизацию операций взвешивания и расчета. При реализации этого метода образец КМ нагревают с постоянной скоростью 6°С/мин до заданной температуры и затем термостатируют в течение определенного времени. При этом автоматически произво­дят измерение массы образца перед началом опыта и изменение массыв моменты времени начала и окончания процессатермостатирования. По относительной потере массы вычисляют содержание органического наполнителя. Например, для органического волокна ВНИИВЛОН и эпоксидных смол ЭДТ-10Т и ЭДТ-16 температура начала разложения равна 380–420 °С, а время проведения опыта составляет порядка 20–30 мин.

Лабораторная установка для определения содержания на­полнителя в КМ термогравиметрическим методом состоит из дериватографа, преобразователя показаний весов и командно-вычислительного устройства для изме­рения температуры в электрической печи дериватографа. Погрешность определения состава (соотношения матрица – наполнитель) для органопластика с использованием дериватографа не превышает 2%, длительность одного измерения – 80 мин. При использовании термостата с программным регулятором и ана­литических весов для определения массы образца общая по­грешность измерения содержания органонаполнителя возра­стает до 5–6%.

Измерители характеристик матричного материала. Процесс отверждения связующего сопровождается заметным изменением его электрофизических характеристик, в частности диэлектрической проницаемости е. Для оперативно­го контроля кинетики отверждения используют изменение величины е. Лабораторный анализатор – диэлькометр КАДР-1М, структурная схема которого показана на рис. 2.15, а, состоит из первичного (ПП) и вторичного (ВП) преобразователей.

Рис. 2.15. Структурная схема (а) и конструкция датчика (б) диэлькометра КАДР-1М: 1 – датчик; 2 – термостат; 3 – измерительный генератор; 4 – регуляторы температуры; 5 – кварцевый генератор; 6 – смеситель частот; 7 – фильтр; 8 – частотомер; 9 – показы­вающий прибор; 10 – подвижный и неподвижный электроды; 11 – регулировочный винт; 12 – КМ; 13 – корпус; 14 – сменные кольца

 

В первичный преобразователь (рис. 2.15,6) входят датчик 1, помещенный в термо­стат 2, измерительный генератор 3 с устройством подстройки частоты, двухпозиционные регуляторы 4, осуществляющие ста­билизацию температуры в термостатах. Устройство подстройки частоты включено параллельно датчику и предназначено для компенсации вариаций емкости конденсатора, возникающих при изменении диэлектрической проницаемости исследуемого мате­риала. В состав этого устройства входят параллельно включен­ные компенсирующие конденсаторы постоянной и переменной емкости, коммутацией которых можно вручную обеспечить изменение емкости на 11О пФ.

Датчик ПП (рис. 2.15,6) представляет собой плоский двух­сторонний конденсатор. Между его подвижным и неподвижным электродами 10 помещается исследуемый материал 12. Границы конденсатора определены корпусом 13, служащим основой всех деталей датчика. Для изменения емкости незапол­ненного конденсатора датчик имеет сменные кольца 14 разной высоты, что позволяет варьировать расстояние между его электродами. Для уплотнения в конденсаторе исследуемого материала и выдавливания его излишков через специальные отверстия в датчике имеется регулировочный винт 11.

Вторичный преобразователь содержит два функциональных узла: преобразователь частоты (кварцевый генератор 5, смеси­тель-понизитель частоты 6, фильтр 7) и частотомер 8 с показы­вающим прибором 9. Преобразователь имеет автономное уст­ройство питания.

При исследовании кинетики отверждения КМ с помощью диэлькометра КАДР-1М необходимо в моменты времени измерения емкости конденсатора выполнять балансировку ча­стоты на уровне 1-–2 кГц с помощью устройства подстройки. Искомое значение емкостиопределяют по суммарной емко­сти компенсирующих конденсаторов. Затем определяют относительное прираще­ние диэлектрической проницаемости материала.

Диэлькометр КАДР-1М позволяет контролировать измене­ния диэлектрической проницаемости в интервале 2–20 (вариации емкости в диапазоне 0–11О пФ), допустимая нестабиль­ность 0,03 пФ при эксплуатации менее 6 ч. Температура в термостате датчика может устанавливаться в диапазоне 40–140 °С и поддерживаться с погрешностью ±1 °С.

Одной из важнейших характеристик связующего, применяе­мого для пропитки наполнителей, является его вязкость. Для оперативного контроля этого технологического показателя в пропиточных ваннах применяют вискозиметры, принцип дейст­вия которых основан на эффекте изменения интенсивности ультразвуковых колебаний при прохождении их через вязкую жидкость. По конструктивному оформлению эти приборы подразделяют на одно- и двухканальные [17].

Одноканальный вискозиметр типа УКВС состоит из пере­датчика и приемника ультразвуковых колебаний, регистратора и блока питания. В передатчик входят генератор ультразвукового напряжения, модулятор и пьезоэлектри­ческий излучатель, устанавливаемый в пропиточной ванне. Узел приемника ультразвуковых колебаний включает собст­венно приемник, смонтированный в пропиточной ванне, двухкаскадный усилитель, детектор прямоугольных колеба­ний и индикатор. Для регистрации выходного сигнала используют серийные автоматические потенциометры.

Зависимость выходного напряжения от вязкости связую­щего в ванне имеет монотонный нелинейный характер, что требует индивидуальной градуировки шкалы регистрирующего прибора. Метрологические характеристики и эксплуатационная надежность одноканального вискозиметра невысоки. Погреш­ность прибора и стабильность его работы существенно зависят от наличия в контролируемом связующем пузырьков воздуха (пены), частиц наполнителя и других посторонних включений.

Двухканальный вискозиметр УКВС имеет два контура из­мерения затухания ультразвуковых колебаний в вязком связую­щем [17]. Модуляторы определяют амплитуды импуль­сов напряжения высокочастотных генераторов с соответствующими часто­тами. Эти сигналы поступают на пьезоэлектрические излучатели, погруженные в связующее в ванне. Пьезоэлектрические приемники воспринимают ослаб­ленные ультразвуковые колебания, прошедшие через слой вязкого связующего. Эти колебания усиливаются в блоках и поступают на детекторы, которые выделяют огибающие колебаний и вводят их в емкостные накопители. Сигналы от накопителей вычитаются друг из дру­га в сумматоре; а получаемая разность напряжений пропорциональна вязкости связующего. Напряжение поступает в нормирую­щий усилитель, выходной сигнал которого вводится в реги­стратор ив УВМ.

Двухканальный прибор обладает более высокими метроло­гиче­скими характеристиками, чем одноканальный. Это достига­ется значительным уменьшением аддитивной составляющей погрешности при вычитании сигналов. Кроме того, в вискозиметре имеется блок для определения скорости про­хождения ультразвука через связующее. Если, например, в контролируемом объекте появляются пена или частицы наполни­теля, возникают вариации скорости ультразвука, и этот блок вырабатывает корректирующий сигнал, который вводится в виде отрицательной обратной связи в сумматоры напряжений. В результате уменьшается методическая ошибка изме­рения, обусловленная факторами, влияющими на скорость рас­пространения ультразвука в вязкой жидкости.

По известной скорости ультразвука в связующем можно оценить и его плотность. В двухканальном вискозиметре имеет­ся возможность контроля плотности связующего по стрелочно­му прибору, подключаемому с помощью переключателя к блоку определения скорости ультразвука. Двухканальный вискозиметр имеет нелинейную шкалу и нуждается в индиви­дуальной градуировке.

3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ
ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изделия из КМ на полимерной матрице (отвержденные) в большинстве случаев нуж­даются в дополнительной герметизации, механической обработ­ке и сборке.

Так, ответственные намотанные изделия почти всегда под­вергают герметизации по всей поверхности или на отдельных участках. В первом случае на стадии намотки выполняют межслойное покрытие КМ эластомерами или термопластами, кото­рые вулканизуются в процессе отверждения всего многослой­ного изделия. Герметизацию отдельных участков поверхности изделия проводят, как правило, с целью уплотнения мест заделки металлических (полимерных) закладных деталей (флан­цев, отводов, втулок и т. п.). Эта операция может выполняться как до, так и после отверждения изделия и заключается в «холодном» или «горячем» приклеивании герметизирующих заголовок к поверхности изделия (19).

Механическая обработка изделия предназначена для дове­дения его геометрических размеров (диаметр, длина и т. п.) до заданных значений и придания некоторым поверхностям, в частности стыковочным и установочным, требуемой степени чи­стоты. Для механической обработки широко применяют фрезерование, точение, сверление и шлифовку поверхностей изделий и ряд других методов.

В производстве сложных изделий применяют сборку разнородных деталей из различ­ных материалов. Такие детали соединяют склеива­нием, с помощью заклепок из мягкого металла, пластмассы, резьбовых стяжек и др.

Операции герметизации отдельных участков поверхности из­делия из КМ, их механической обработки и сборки слабо меха­низированы и выполняются в основном вручную.

Большинство ответственных изделий из КМ нуждается в контроле качества по результатам специальных испытаний. При таком контроле качества наибольший интерес представляет установление фактических, геометрических, массовых, прочност­ных и теплофизических характеристик и сравнение их с ана­логичными допустимыми показателями, а также обнаружение видимых и скрытых дефектов изделия.

Испытания, необходимые для оценки качества изделия, ча­стично проводят на образцах КМ, изготовленных одновременно с изделием и аналогично ему (такие образцы называют «свиде­телями»). Испытания образцов обычно связаны с их разруше­нием. Таким методом получают данные для определения проч­ности, степени отверждения, содержания наполнителя и связую­щего в КМ, адгезии и т. д. С помощью неразрушающих испытаний образцов определяют теплофизические и массовые показатели КМ. Результаты испытания образцов служат для оценки качества самого КМ, но не позволяют давать надежных прогнозов о показателях всего изделия.

Испытания готовых изделий подразделяют на разрушающие и неразрушающие. При разрушающих испытаниях получают наиболее достоверные выборочные данные о предельных харак­теристиках изделия, которые после статистической обработки рассматривают как оценки показателей всех однотипных изде­лий (3,19). Однако стоимость разрушающих испытаний изделий доста­точно высока, что ограничивает применение этого метода конт­роля.

Неразрушающие испытания проводят как выборочно на некоторых изделиях, так и каждого изделия из одной партии. Такие сплошные испытания увеличивают стоимость изделия, однако при этом повышается достоверность контроля качества. Во многих случаях применяют комбинированный режим испытаний, сочетающий сплошной неразрушающий контроль и пе­риодические разрушающие эксперименты.

При неразрушающих испытаниях проводят тщательный ви­зуальный осмотр изделия с целью выявления внешних дефектов (трещины, поры, цветовая неоднородность и т. д.), определяют геометрические размеры изделия.

Для выявления внутренних дефектов изделия подвергают интроскопическому контролю, основанному на использовании ультразвука или микрорадиоволновых воздействий для обнару­жения аномалий внутренней структуры материала. Такой контроль осуществляют путем последовательного «прощупыва­ния» всей поверхности изделия источником испытательного сиг­нала и его приемником.

Наиболее распространенным видом неразрушающих проч­ностных испытаний изделий емкостного типа являются гидрав­лические. При этих испытаниях изделие нагружают некоторым давлением, создаваемым с помощью жидкостей, которое боль­ше рабочего давления, но меньше разрушающего. В процессе испытания ведется контроль за деформациями отдельных участков и всего изделия, темпе­ратурой КМ и визуальное наблюдение за появлением и ростом трещин в материале.

Гидравлические испытания позволяют оценить герметич­ность изделия при контролировании стабильности давления в изделии или визуальным обнаружением течей.

Тепловые неразрушающие испытания заключаются в соз­дании изменяющихся во времени потоков тепла, направленных на определенные участки или всю поверхность изделия, и реги­страции температуры и деформаций в различных точках КМ. При испытаниях обеспечивают способы и скорости подвода теп­ла, наиболее близкие к будущим условиям эксплуатации изде­лия. В некоторых случаях применяют одновременно силовые и тепловые воздействия на испытуемое изделие.

3.1. Структурные дефекты и их влияние
на свойства композитов

Оптимальные для конкретных условий эксплуатации физико-механические и теплозащитные свойства композитов практически полностью достигаются формированием заданной структуры и зависят от степени ее соответствия расчетным параметрам. Поэтому наличие структурных нарушений (дефектов) может стать решающим фактором, определяющим работоспособность конструкций.

Важной особенностью структурных дефектов слоистых и пространственно-армированных композитов является то, что наряду с дефектами, присущими традиционным материалам (трещины, раковины, поры, рыхлоты, посторонние включения и т.д.), могут образовываться дефекты, характерные только для данного вида материала, связанные с особенностями структуры армирующего каркаса и методом формирования матрицы и совмещения ее с наполнителем. Причем дефекты, возникающие на разных этапах изготовления, существенно различаются.

На стадии изготовления каркасов возникают дефекты, связанные с отклонениями от расчетных параметров структуры: направления укладки армирующих нитей и жгутов, периодичности расположения структурных элементов, расстояния между жгутами и пакетами жгутов, объемного содержания жгутов в каждом направлении армирования.

Дефекты, образующиеся на этапе формирования матрицы и совмещения ее с наполнителем, связаны в основном с отклонениями от расчетного распределения плотности конечного материала. Не исключены нарушения структуры армирующего каркаса, возникающие на подготовительных операциях. На этом этапе возможно образование вследствие нарушения технологических режимов пропитки или насыщения таких дефектов, как раковины, рыхлоты и трещины.

Дефекты типа «посторонние включения», обычно металлического характера, могут образовываться на каждой операции при изготовлении изделий из КМ

Для создания качественного изделия из ВКМ необходимо определить характер влияния различных видов структурных дефектов на физико-механические, теплозащитные и эксплуатационные свойства композиционных материалов.

Наличие различного шага укладки наполнителя вдоль координатных осей может являться одной из причин отличия расчетных значений упругих констант от реальных характеристик материала.

Наличие искривленных волокон в ортогонально-армированных материалах существенно снижает их жесткость при растяжении и сжатии. Создание предварительного натяжения арматуры при изготовлении каркасов способствует некоторому увеличению модулей упругости и прочности в направлении натяжения за счет исключения случайных искривлений жгутов, однако чрезмерное натяжение в одном направлении может вызвать нарушение ортогональности в других.

Уменьшение числа армирующих жгутов в каком-либо направлении, обычно вследствие их припусков или обрывов, приводит к снижению прочности при растяжении.

Повышенная пористость оказывает заметное влияние на модуль упругости в трансверсальном направлении, где содержание волокон мало, а влияние матрицы на формирование жесткости указанного направления весьма значительно.