Оценка характеристик живучести тонкостенных элементов авиаконструкций в условиях эксплуатации по состоянию
Диссертация
Важным направлением исследований является разработка и совершенствование методов оценки характеристик живучести, наиболее значимые из которых представляют собой характеристики циклической трещиностойко-сти и остаточной долговечности при эксплуатационных нагрузках. Они служат основой для построения графика профилактических осмотров, гарантирующих своевременное обнаружение повреждений, обеспечивая… Читать ещё >
Содержание
- 1. Современное состояние проблем оценок характеристик живучести элементов конструкции
- 1. 1. Задачи живучести в связи с современными концепциями проектирования и эксплуатации самолетов ГА
- 1. 2. Анализ основных эксплуатационных повреждений планера ВС
- 1. 3. Усталостные разрушения силовых элементов планера
- 1. 4. Постановка задач исследования
- 2. Методика расчетной оценки скорости и длительности развития трещин при нерегулярном нагружении
- 2. 1. Состояние вопроса в области расчетно-экспериментальных исследований кинетики трещин при нерегулярном нагружении
- 2. 1. 1. Развитие усталостных трещин при нагружении с единичной перегрузкой
- 2. 1. 2. Развитие усталостных трещин при блок-программном нагружении
- 2. 1. 3. Выбор направлений исследования по результатам обзора
- 2. 2. Методика расчетной оценки
- 2. 2. 1. Назначение методики и область применения
- 2. 2. 2. Исходные данные для расчетов
- 2. 2. 3. Оценка длительности развития трещин усталости при циклическом нагружении с единичной перегрузкой
- 2. 3. Алгоритм расчета скорости и длительности развития усталостных трещин
- 2. 3. 1. Сущность алгоритма
- 2. 3. 2. Расчет длительности развития трещин при блокпрограммном нагружении
- 2. 3. 3. Расчет кинетики трещин при нагружении «типовой полет».48 2.4. Экспериментальное оборудование и технология проведения эксперимента
- 2. 1. Состояние вопроса в области расчетно-экспериментальных исследований кинетики трещин при нерегулярном нагружении
- 3. 1. Анализ подходов к исследованию надежности по условиям усталостной долговечности силовых элементов
- 3. 2. Оценка надежности силового элемента планера ВС в условиях проведения периодического контроля
- 3. 3. Программная реализация разработанной модели и примеры ее применения для исследования влияния характеристик живучести и условий эксплуатации на надежность силового элемента
- 3. 4. Уточнение коэффициентов запаса с учётом качества дефектации
- 4. 1. Общая схема процедуры расчетов характеристик живучести
- 4. 2. Расчет характеристик живучести трещиноопасной зоны фюзеляжа самолета Ту 154 Б с целью обоснования увеличения периодичности контроля и обоснования возможности эксплуатации по состоянию
- 4. 2. 1. Анализ условий функционирования элемента
- 4. 2. 2. Оценка периода живучести и скорости роста трещин
- 4. 2. 3. Расчет надежности и периодичности контроля
Список литературы
- Авиационные правила 25.571 Обеспечение безопасности конструкции по условиям прочности при длительной эксплуатации.
- Арепьев А.Н., Громов М. С., Шапкин B.C. Вопросы эксплуатационной живучести авиаконструкций.- М.: Воздушный транспорт, 2002,424 с.
- ГОСТ 27.002−83. Надежность в технике. Термины и определения. М., изд-во Стандартов, 1983, 30с.
- Смирнов Н.Н., Ицкович А. А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М., Транспорт, 1980. — 229 с.
- Стреляев B.C., Никонов В. В., Уриновский Б. Д. Методические основы обеспечения работоспособности конструкций с допустимыми усталостными повреждениями. М., Машиностроение, 1986. — 56 с.
- Никонов В.В., Стреляев B.C. Расчетно экспериментальная оценка циклической трещиностойкости при эксплуатационных режимах нагружения. М.: Машиностроение 1991 68 с.
- Никонов В.В. Проблемы живучести в контексте перевода авиатехники на эксплуатацию по состоянию. Научный Вестник Ml «ГУ ГА, М., 2004.
- Метелкин Е.С., Ковалевский С. А. Анализ и обобщение документирования технического состояния самолетов Ил-76Т, ТД., Научный Вестник МГТУ ГА, № 53, МГТУ ГА, 2002, с.35−42.
- Аралов Г. Д., Мокпгганцев BJB. Состояние и перспективы решения задач повышения надежности, долговечности и ресурсов конструкции самолетов гражданской авиации. Воздушный транспорт. Обзорная информация. ЦНТИГА, 1984.-47 с.
- Когаев В.П., Махутов Н. А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.
- Бойцов Б.В. Прогнозирование долговечности напряженных конструкций. Комплексное исследование шасси самолета. М.: Машиностроение, 1985. 232 с.
- Уилер О.Е. Спектр нагрузок и рост трещины// Теоретические основы инженерных расчетов. 1972. № I.e. 200−206.13.0дзи К. Распространение. усталостных трещин при действии переменной нагрузки// Дзайрё, пер. с яп. 1977. Т. 26. ~ 287. с.801−811.
- Когаев В.П., Лебединский С. Г. Развитие усталостных трещин в области влияния перегрузки// Проблемы прочности. 1985. № 11. с. 35−41.
- Когаев В.П., Бойцов Б. В., Петухов Ю. В. Влияние перегрузок на скорость развития усталостных трещин// Проблемы прочности. 1986. № 3. с. 3−7.
- Лебединский С.Г. Вероятностная модель развития усталостных трещин и оценка живучести элементов машин// Диссертация на соискание ученой степени канди дата технических наук. М.: Ин-т машиноведения ИМ. А. А. Благонравова АН СССР, 1987. 230 с.
- Tanaka К., Matsuoka S., Schmidt V., Кипа М. Influence of specimen geometry on delayed retardation phenomena of fatigue crack growth in HT80 steel and A5083 aluminium alloy// Journ. Adv. in Fracture Res. 1982. v. 4. P. 17 891 798.
- Mills W.J., Hertzberg R.W. The effect of sheet thickness of fatigue crack retardation in 2024-T3 Aluminium Alloy//Eng. Fract. Mech. 1975. v. 7. P. 705 711.
- Никонов В.в. Шапкин B.C. Влияние положительной перегрузки на кинетику развития усталостной тещины. // Прочность элементов авиационных конструкций: Межвуз.научн.сборник Уфа УАИ, 1987.-С.62−67.
- Fatigue crack growth under spectrum loads//ASTM STP 595. Amer.Soc. for Test.Mater., 1976, P/339−351.
- Matsuoka S., Tanaka K., Kawahara M. The retardation phenomenon of fatigue crack growth in HT80 Steel// Eng. Fracture Mech. 1976. v. 8. P. 507−523.
- Matsuoka S., Tanaka K. Delayed retardation phenomenon of fatigue crack growth resulting from a single application of overload// Eng. Fracture Mech. 1978. v. 10 P. 515−525.
- Mingda G., Yongkui Z., Minggao У. An evaluation of overload models on the retardation behavior in a Ti-6AL-4V alloy//Fatigue of EngJMat. and Struct. 1982. v. 5. N2. P. 167−176.
- Matsuoka S., Tanaka K. The influence of sheet thickness on delayed retardation phenomena in fatigue crack growth in HT80 steel and A5083 aluminiumalloy // Eng. Fracture Mech. 1980. v. 13 P. 293−306,
- Tanakaju Keiro, Ando Zenji, Nagae Koshi/ Effectof sheet thickness on fatigue crack retardation and crack closure in low carbon steel// Trans. Jap. Soc. Mech. Eng., 1986. A52. N 474.Р.284−290/
- Vecchio R.S., Hertzberg R.W., Jaccard R. Overload induced crack growth rate attenuation behavior in aluminium alloys// Journ. Scr. Metallurg. 1983. V. 17. P. 343 346.
- Von Euw E.F.J., Hertzberg R.W., Roberts. In stress Analysis and Growth of Cracks// ASTM STP 513. American Society for Testing and Materials, 1972. P. 230 242.
- MillsW.J., Hertzberg R.W.//In Jorn.Eng.Fract.Mech. 1975. V.7, Р.705
- Robin C., Louah M., Pluvinage G. Influence of an overload on the fatigue crack growth in steels// Fatigue of Eng. Mat. and Struct. 1983. v. 6. N 3. P. 113.
- Yang-Bing-Xian. A crack growth model under spectrum loading//JCAS Proc., 13-th Congr.Int.CouncAeron.SCJ/AJAA Aircraft Syst. and Tech-nol.Conf., 1982, v.2,N l, P.837−843.
- Hsu Т., Lassiter L. Effects of compressive overloads on fatigue crack growth// AIAA PaperN 74−365.1974. P. 1−7.
- Stephens R.I., Chen D.K., Horn B.W. In Fatigue Crack Growth Under Spectrum Loads// ASTM STP 595. American Society for Testing and Materials, 1976. P. 113.
- Crandall G.M., Hillberry B.M. Effect of stress level on fatigue crack delay behavior// Fracture 1977,4-th Intern. Conf. on Fracture. 1977, Waterloo, Canada, 1977. v. 2. P. 1009−1015.
- Yasufiimi I., Tomokazu M. Fatigue crack growth retardation due to compressive overloads // Нихон кикай гакай ромбунсю. Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1986. A52. N481. P. 2134−2138.
- Koterazawa R., Mori M., Matsui Т., Shimo D. // Trans. Amer. Soc. of Mech. Eng. ASME. Ser. l 1, 1973, v.95. P.202
- Стреляев B.C., Никонов В. В., Байков B.M. Экспериментальное исследование циклической трещиностойкости при случайном нагружении на установках с управляющими ЭВМ // Заводская лаборатория.- 1987.-№ 12.-с.62−67
- McMillan J.C., Pelloux R.M.N. Fatigue crack propagation under program and random loads// In Fatigue crack propagation. ASTM STP 415. American Society for Testing and Materials, 1967- P. 505
- Schijve J. Effect of load sequences on crack propagation under random and program loading// Eng. Fract. Mech. 1973 v 5 P.269−280.
- Викторов B.B., Злочевский А. Б., Махутов H.A., Мельничук П. П. Рост поверхностных трещин при регулярном и случайном процессах нагружения // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1985. N 6. С. 175−182.
- Занятое С.Е. Исследование живучести типовых элементов авиаконструкций с учетом эксплуатационной нагруженности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: ВЗИТЛП. 1987. 265 с.
- Воробьев А.3~, Басов В. Н., Свирский Ю. А. Ушаков И.Е., Кулына В. И. Применение типовых программ для экспериментальной оценки долговечности при нестационарном циклическом нагружении // Проблемы прочности. 1981. № 12. С. 32−35.
- Yoshimichi К., Hiroshi М., Shotaro К. Fatigue crack propagation behavior in 2024-T3 aluminium alloys under simplified flight-simulation loading // Ни-хон кикай гаккай ромбунсю/ Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1986. A52. N 481, P. 2143−2148.
- Schijve J. Four Lectures on fatigue crack growth // Eng. Fract. Mech. 1979. V. ll P. 167−221.
- Schijve J., Vlutters A.M., Ichsan and J.C. Provo Kluit. Crack growth in aluminium alloy sheet material under flight-simulation loading // Int. Journ. Fatigue. 1985. V. 7. N 3. P. 127−136.
- Никонов В.В., Байков B.M. Программное обеспечение экспериментальных исследований циклической трещиностойкости при нерегулярном нагружении // Информационный листок № 259−87. М.: МГЦ НТИ, 1987. с. 1−3
- Никонов В.В., Байков В. М. Численная оценка параметров уравнения роста трещин с учетом зоны пластичности // Информационный листок № 87--Зю Мю: МГЦ НТИ 1987ю сю 1−3
- Callager J.P., Hughes T.F. Influence of yield strength on overload affected fatigue crack growth behavior in 4340 Steel.// AFFDL TR — 74 -27,'WPAFB. Ohio, 1974.
- Newman J.C. A crack-closure model for predicting fatigue crack growth under aircraft spectrum loading/ZMeth. and Mod. for Predict. Fatigue Crack Growth under Rand. Loading. ASTM STP 748. American Society for Testing and Materials. 1981. P. 53−84.
- Broek D., Smith S.H. The prediction of fatigue crack growth under flight-by-flight loading // En./ Fract. Mech. 1984, v. l 1. P. 123−141.
- Никонов B.B., Трофимов A.M Расчет периода живучести при нагружении «типовой полет» // Научный вестник МГТУ ГА № 73. М.: МГТУ ГА 2004. с. 111−115
- Дроздова О.Е., Никонов В., В., Трофимов А. М. Установление сроков неразрушающего контроля силовых элементов авиаконструкций «// Научный вестник МГТУ ГА № 73. М.: МГТУ ГА 2004. с.116−120
- Никонов В.в., Трофимов А. М. Ресурсы планера и двигателя Учебное пособие для дипломного проектирования специальности 130 300. М.- МГТУ ГА, 2003,36 с.
- Трофимов А.М. Моделирование процессов развития трещин принагружении «типовой полет». Тезисы доклада конференции «Компьютер в студенческой науке». М.: МГТУ ГА 2004. 1с.
- Трофимов А.М. Алгоритм оценок сроков неразрушающего контроля авиаконструкций. Тезисы доклада конференции «Компьютер в студенческой науке». М.: МГТУ ГА 2004. 1с.
- ГОСТ 18 322–78. Система технического Обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. М., изд-во Стандартов, 1978, 13с.
- ГОСТ 25 866–83. Эксплуатация техники. Термины и определения. М., изд-во Стандартов, 1983, 5с.
- Барлоу Р. Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безопасность. М., Наука, 1984. — 327 с.
- Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности. М. Советское радио, 1969. 485 с.
- Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М., Машиностроение
- Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М., Стройиздат, 1971. — 285 с.
- Болотин В.В. О безопасных размерах трещин при случайном нагружении. Известия .АН СССР, Механика твердого тела, 1980, № I, с.124−130.
- Гнеденко В.В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М., Наука, 1965. — 524 с.
- ГерцбахИ.Б. Модели профилактики.-М., Сов. радио, 1969.- 214с.
- Герцбах И.Б., Кордонский Х. Б. Модели отказов. М., Сов. радио, 1966.- 167 с.
- Гутченко IO.H. Обоснование сроков проведения выборочных профилактических осмотров планеров самолетов. Дис .канд. тех. наук. М., 1979. — 257 с.
- Дроздова О.Е. Исследование надежности летательного аппарата как сложной технической системы и последствий отказов на безопасность полетов. Материалы конф. ИВВАИУ, поев. 50-летию училища. Иркутск, 1981, с. 54−61.
- Дроздова О.Е. Метод расчета режима ТОЛА как сложной многофункциональной системы. Материалы Y1 научно-технической конф. молодых научных сотрудников. Вып. 4847 ЗЕС, 1982, с. 9293.
- Документ для планирования программ технического обслуживания авиакомпаниями и разработчиками (MSG-3). Пер. с англ. М., ЦНТИ ГА, 1982, -102 с.
- Козлов Б.А., Ушаков И. А., Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М., Советское радио, 1975. 472 с.
- Кордонский Х.Б., Мартынов Ю. А., Корсаков Б. Е. Основы статистического анализа данных о неисправностях и отказах авиационной техники.
- Рига, РКИИГА, 1974. 134 с.
- Надежность и живучесть самолетных конструкций. Обзор. Составит.: Г. И. Нестеренко, Г. JI.Кожевникова. М., ЦАГИ, ОНТИ, 1976, М 465.-70 с.
- Никонов В.В. Расчет надежности силовых элементов с учетом периодической дефектоскопии. В сб.: Динамика, выносливость и надежность авиационных конструкций и систем. М., МИИГА, 1980, с. 107−111.
- Методика формирования программы ТО и Р функциональной системы самолета. Методика. Московский институт инженеров гражданской авиации. М., МИИГА, ГосНИИЭРАТ ГА, 1980. 54 с.
- Ржаницын А. Р. Расчет сооружений с учетом пластическихсвойств материалов. М., Стройиздат, 1954.
- Сакач Р.В., Мартынов Ю. А. Эксплуатационная живучесть и надежность конструкций граждансЮ! х самолетов. Труды Гос НИИГА, 1972, ВЫП. 81.-143 с.
- Сеник В .Н. Анализ характеристик развития усталостных трещин вэлементах авиационных конструкций по данным эксплуатации. Труды ЦАГИ, 1975, № 1671, с. 17−27.
- Сервисен С.В., Когаев В. П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. -488 с.
- Смирнов Н.Н. Актуальные задачи проблемы повышения 3qeHTHBHOCTH технической эксплуатации летательных аппаратов. В кн.: Инженерное обеспечение повышения эффективности технической эксплуатации летательных аппаратов. М., РИО МИИГА, 1985, с. 3−11.
- Смирнов Н.Н., Андронов A.M., Владимиров Н. И., Лемин Ю. И. Эксплуатационная надежность и режимы технического обслуживания самолетов. М., Транспорт, 1974. — 303 с.
- Смирнов Н.Н., Ицкович А. А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М., Транспорт, 1980. — 229 с.
- Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициентов запаса прочности сооружений. М., Стройиздат, 1947.
- Степанов С.В., Профилактические работы и сроки их проведения. -М., Советское радио, 1972. 136 с.
- Фрейденталь A.M. Статистический подход к хрупкому разрушению. В кн.: Разрушение / т.2 / Под ред. Г. Либовица.- М., Мир, 1975, с. 616 645.
- Черепанов Г. П., Смольский В. М. К расчету среднего времени доразрушения панели с трещиной от случайной нагрузки. -М., Машиностроение, № 6,1975, с. 32−35.
- Барзилович Е.Ю., Воскобоев В. Ф. Эксплуатация авиационных систем по состоянию: Элементы теории. М., Транспорт, 1981. -197 с.
- Анцелович JI. JI Надежность, безопасность и живучесть самолета. -М., Машиностроение, 1985. 295 с.
- Регламент технического обслуживания самолета Ил-86. Регламент / Редиздат МГА. М., 1980.
- Davis D. J. An analysis of some failure data/ J. Amer Statist. Assoc., 1952, V.47.N258, p. l 13−150.
- Epstein В., Sobel M. Life testing-J. Amer Statist. Assoc., 1953, v.48. N 263, p.486−502
- Hook F.N. A new look at strutural reliability and risk theory. AIAA J., V.17.N9. p.980−987.
- Hook F.N. Aircraft strutural reliability and risk theory. a review. -1977, 50p.(ARL Struc. TM-253)/
- Lundberg В., Eggwerts S. A statistical method for fail-safe design with respect to aircraft fatigue.- Stockholm, 1964,-26p.,(FAA Report N 99).
- Shawver W.R., Sloter L.E., Stracener J.T., White D.J. Determination of aircraft structural inspection intervals. Proc. Annual Reliability and Maimtain-ability Sympisium.-1981, p.452−458.
- Yang J.N., Trapp W.J. Inspection frequency optimization for aircraft structureses based on reliability analysis.-Journal of aircraft, 1975, v. 12, N 5 p.494
- Yang J.N., Trapp W.J. Reliability analysis of structures under random loading and periodic inspection.- AIAA Journal, 1974, v. 12, N 12, p. 1623−1630.
- Erdogan F. Crack propogation theories, NASA-CR-901,1967.
- Yang J.N. Statistical estimation of economic life for aircraft structures.- J. Aircraft, 1980, v.17, N 7 p. 528−535.
- FAA orders B-747 inspections. «Interavia air Left.», 1986, N 10 932.