Учет влажностного состояния полимерных материалов при разработке моделей машинного обучения

Приведены результаты исследования зависимости упругопрочностных свойств ненаполненных эпоксидных полимеров от влагосодержания на примере 18 различных составов. Проанализированы возможные эффекты, связанные с изменением содержания свободной влаги в структуре полимерной матрицы, в том числе изменение характера поведения под нагрузкой с хрупкого на вязкотекучий с кратным увеличением относительной деформации при разрыве, а также квазиохрупчивание, проявляющееся в устранении или уменьшении на кривой деформирования участка вынужденных высокоэластических деформаций. Помимо формы, соответствующей близкой к линейной зависимости изменения предела прочности, и модуля упругости при растяжении от влагосодержания с максимальным уровнем в области W~0%, выявлены другие формы взаимосвязи рассматриваемых показателей: с локальным максимумом значений в области оптимального влагосодержания, отличным от W~0%; c участками плато в окрестностях обоих предельных влажностных состояний. Продемонстрирована схожесть эффектов, возникающих в областях влагосодержания W~0% для образцов эпоксидных полимеров, как в контрольном состоянии, так и после длительного климатического старения. Сформулирована гипотеза, касающаяся существования общего для эпоксидных полимеров паттерна изменения характера зависимости механической прочности от влагосодержания в процессе натурного климатического старения. На основе совместного анализа кривых зависимости упругопрочностных показателей от влагосодержания выполнен отбор наиболее представительных составов эпоксидных полимеров для проведения натурных исследований с целью формирования обучающих наборов данных для модели машинного обучения, прогнозирующей изменение упругопрочностных свойств полимерных материалов под действием факторов окружающей среды.