Повышение долговечности элементов конструкции на этапах проектирования и изготовления летательных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Секция ««Техническая эксплуатация электросистем и авионики»

УДК 629.735.3

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ НА ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

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]

Вопрос прогнозирования (установления) истинного ресурса конструкции планера летательного аппарата (ЛА) по критериям безопасной и эффективной эксплуатации календарного срока службы занимает одно из главных мест в работах по созданию новой авиационной техники [1].

Ключевые слова: коррозия, долговечность конструкции.

INCREASED DURABILITY OF STRUCTURAL ELEMENTS DÜRING THE DESIGN AND MANUFACTURE OF AIRCRAFT

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]

Question Forecasting (establishing) a true resource airframe of the aircraft according to the criteria of safe and efficient operation of the calendar life is one of the main places in the creation of new aircraft [1].

Keywords: corrosion, endurance of construction.

Наиболее эффективные результаты в обеспечении ресурсных характеристик авиационной техники достигаются на стадиях проектирования, технологической проработки и производства летательных аппаратов.

Совершенство проектно-конструкторских и производственно-технологических решений, качество новых материалов и полуфабрикатов, эффективность применения высокоресурсного, безударного и герметичного крепежа, новых схем герметизации, упрочняющих технологий и способов стопо-рения зарождения и развития трещин усталости наиболее достоверно могут быть подтверждены моделированием работы образцов конструкционных материалов, типовых образцов при характерных видах деформаций под действием статических и циклических механических нагрузок и комплексными испытаниями элементов конструкций в условиях воздействия факторов внешней среды, моделированием реологических эффектов, эксплуатационных повреждений, технологических воздействий.

Естественным критерием для авиационных конструкций с коррозионными повреждениями является ресурсная характеристика - остаточная усталостная или коррозионно-усталостная долговечность, предопределяемая местоположением, видом и размерами повреждения. В основном оценка долговечности натурных конструкций или элементов конструкций с коррозионными дефектами производится при стендовых или лабораторных испытаниях. При видимой значительности проведенной работы эффект невелик, так как частными случаями нельзя закрыть все многообразие вероятных ситуаций. Общий подход может состоять в определении остаточной долговечности конкретного фрагмента конструкции с дефектом по справочным данным материала с учетом определяющих долговечность параметров. Необходимо также четко обозначить, что именно при анализе коррозионного повреждения подлежит контролю и измерению [2].

Принимая во внимание известные явления усталости металлов, можно предсказать, что на финальных стадиях в сравнении с началом эксплуатации могут быть допустимы более существенные

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

по эффекту снижения усталостной долговечности дефекты конструкции (требование остаточной прочности должно выполняться по определяемой в нормах летной годности располагаемой наработке конструкции). Иначе говоря, решение задачи должно подчиняться очевидному для усталостной прочности положению: «больше дефект - меньше усталостная долговечность» - в этом смысле для подобных по конфигурации дефектов любой параметр, например геометрический размер (глубина дефекта) или масса удаленного коррозией металла, должен коррелировать с усталостной долговечностью. Предшествующие исследования показали, что сопротивление усталости имеет обратную зависимость от величин и глубины, и диаметра язвы. Следовательно, критериальный параметр язвы должен включать в себя эти измерения [3].

Точность прогнозируемых величин долговечности и темпов расходования ресурса планера ЛА в ожидаемых условиях эксплуатации в значительной степени зависит от наличия информации о влиянии эксплуатационно-климатических факторов на техническое (коррозионное) состояние деталей на релаксацию остаточных напряжений различного происхождения, на податливость соединения и т. д.

Полученные данные позволят конструкторам и технологам предвидеть поведение элементов конструкций с различной технологической наследственностью в реальной эксплуатации и повысить полноту и достоверность моделирования условий эксплуатации (минимальный спектр значимых повреждающих факторов) в лабораторных условиях при исследовании остаточного ресурса конструкций ускоренными методами.

Библиографические ссылки

1. Артамоновский В. П., Кордонский Х. Б. Оценка максимального правдоподобия при простейшей группировке данных // Теория вероятностей и ее применение : в 15 т. Т. 1. М. : Наука, 1970. С.132-136.

2. Белов В. К., Рудзей Г. Ф., Калюта А. А. Повышение усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами: монография. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2006. 179 с.

3. Семихов А. Ф. Обеспечение ресурсами конструкций. Опыт самолетостроения // Машиноведение, 1986. № 5. С. 11-18.

© Громова А. А., 2015