CC BY
42
Секция ««Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
УДК 629.735.3
АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВРЕЖДЕНИЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
А. А. Громова Научный руководитель - А. В. Кацура
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Выполнение требований норм летной годности ВС возможно лишь при наличии соответствующих методов и средств оценок возможных повреждений. Любое повреждение силовой конструкции, в том числе и коррозионное, требует оценки и определения условий безопасности дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонта конструкции.
Ключевые слова: коррозия, долговечность конструкции.
ANALYSIS OF CHARACTERISTICS OF DAMAGES DETERMINING FATIGUE
DURABILITY DESIGN ELEMENTS
A. A. Gromova Scientific supervisor - A. V. Kacura
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Implementation of requires airworthiness of aircraft is possible when methods and means ofpotential damage assessments are researched. Either damage of load carrying structure including corrosion damage requires assessment and determination of conditions of further exploitation or repair necessity of construction.
Keywords: corrosion, endurance of construction.
Выполнен анализ характеристик коррозионных повреждений, определяющих остаточную усталостную долговечность элементов конструкции. Экспериментальными исследованиями доказано, что наиболее близка к функциональной зависимости и устойчива к изменениям конфигураций связь циклической долговечности по зарождению трещины зоны повреждения язвенной или расслаивающей коррозии с параметром (мерой) повреждения:
f= F / t2, (1)
где F - площадь сечения миделя повреждения; t - толщина элемента в зоне повреждения.
Теоретически и экспериментально показана возможность применения единой характеристики сплава с КП для поверхностных и кромочных повреждений. Получены характеристики сплава В95пчТ2 для диапазона циклических максимальных напряжений от нулевого цикла 100...180 МПа. Разработаны методы прогнозирования (оценки с учетом вероятности разрушения): циклической долговечности зоны повреждения, размеров повреждения допускаемых по условию не снижения ресурса элемента конструкции, остаточной циклической долговечности элемента с концентраторами напряжений и КП [1; 4; 5].
Полученные в экспериментах данные позволяют оценивать КП, находящиеся в поле максимальных циклических напряжений 100.180 МПа. Такой уровень напряжений характерен для регулярных зон конструкции планер ЛА. Распространение методов на повреждения в зонах концентраторов напряжений типа вырезов, отверстий требует исследований усталостной долговечности зон коррозии при более высоких уровнях нагрузок и, соответственно, расширения диапазона исследуемых повреждений в сторону малых размеров. Малые размеры повреждений имеют место также в тонких
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1
элементах конструкции планера, например, обшивке гермофюзеляжа носовой секции, где ее толщина составляет порядка одного миллиметра.
Разработанные методы соответствуют случаю предварительной коррозии - возникновение КП предшествует последующему циклическому нагружению металла. Данный случай непосредственно соответствуют случаю обнаружения повреждения при осмотре после длительного простоя ЛА, что типично для неинтенсивно эксплуатируемой техники. С некоторыми допущениями условие предварительной коррозии может применяться для оценок к ряду типовых последовательностей летной эксплуатации и периодичности технического обслуживания. Случай предварительной коррозии соответствует наиболее важной для современной практики ситуации, когда при обнаружении коррозии удаляется весь поврежденный коррозией металл и восстанавливается защитное покрытие. При зачистке удаляется тонкий поверхностный слой металла, контролируется отсутствие микротрещин на поверхности - фактически, усталостная наработка металла в зоне зачистки устраняется. Применение модели КП вместо гладкой выемки на поверхности металла обеспечивает оценку долговечности в запас. Дальнейшее развитие разработанной расчетной модели остаточной долговечности зоны КП возможно за счет более полного учета конфигураций реальных повреждений, учитывая неровности поверхности язв. Такие неровности можно рассматривать как язвы, находящиеся в поле напряжений первичной язвы. Эта задача, как и первая, вызывает необходимость исследований сопротивления усталости зон повреждений, имеющих размеры, сравнимые с размерами элементарных нерегулярностей корродированной поверхности, получения характеристик циклической долговечности зон КП при соответствующем повышении уровня нагрузки и анализа НДС повреждений соответствующих конфигураций [2; 3; 6].
Библиографические ссылки
1. Артамоновский В. П. Об использовании метода максимального правдоподобия для оценки параметров распределения времени безотказной работы авиационных деталей // Оценка долговечности и межремонтных сроков службы авиац. конструкций. Рига, 1967. Вып. 107. С. 5-17.
2. Барзилович Е. Ю., Савенков М. В. Статистические методы оценки состояния авиационной техники. М. : Транспорт, 1987. 240 с.
3. Кацура А. В., Коваленко Г. Д., Никушкин Н. В. Метод оценки напряженного состояния уп-ругодеформируемых объектов // Вестник СибГАУ. 2007. Вып. 4. С. 86-90.
4. Кацура А. В. Основы эксплуатации планера без межремонтного ресурса // Вестник СибГАУ. 2006. С. 45-46.
5. Пивоваров В. А., Машонин О. Ф. Дефектоскопия гражданской авиационной техники. М. : Транспорт, 1997. 136 с.
6. Погосян М. А., Братухин А. Г., Савельевских Е. П., Тарасов Ю. И. Проектирование авиационных комплексов с применением информационных технологий // Авиац. промышленность. 2004. № 2. С. 14-24.
© Громова А. А., 2015
