НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Повышение точности оценки численного прогнозирования усталостной долговечности высоконагруженных зон конструкций самолётов с использованием модифи-цированных кривых усталости

Выпуск № 3 (56) Июль - Сентябрь 2014
Авторы:

Л.А. АДЕГОВА
Аннотация
В практике расчёта ресурса летательных аппаратов (ЛА) отечественные и зарубежные фирмы широко применяют коэффициенты коррекции, позволяющие учитывать конструктивные и технологические особенности реальной конструкции. При определении усталостной долговечности элементов самолётов по традиционной методике, основанной на применении коэффициентов коррекции, не всегда можно получить результаты, соответствующие стендовым ресурсным испытаниям. В связи с чем, были проведены исследования по совершенствованию традиционной методики расчёта ресурса высоконагруженных зон посредством использования модифицированных кривых усталости. При отнулевых циклах нагружения были получены уравнения кривых усталости в зависимости от теоретического коэффициента концентрации напряжений, толщины образцов, температуры испытаний, частоты нагружения, технологии изготовления и так далее. Расчёт усталостной долговечности с использованием модифицированных кривых усталости осуществлялся по традиционной методике, но для учёта конструктивных и технологических факторов была проведена коррекция кривых усталости на основе зависимостей, полученных при анализе изменения коэффициентов уравнений регрессии. Предложенная методика проверена при расчёте усталостной долговечности шассийной балки маневренного самолёта, нижних стыковочных фитингов отъёмной части крыла лёгкого самолёта (ОЧК) и зоны крепления нервюры с фитингом по лонжерону кессона гражданского самолёта. При проведении численного анализа были разработаны конечно-элементные модели (КЭМ), отражающие конструктивные особенности элементов конструкций. Расчётное нагружение осуществлялось в соответствии с Программой проводимого эксперимента. Корректность численных исследований подтверждена результатами стендовых испытаний элементов конструкций летательных аппаратов. Проведённые исследования позволяют сделать вывод, что при использовании модифицированных кривых усталости удаётся снизить расхождение стендовых и расчётных значений долговечности более чем в два раза.

 
Ключевые слова: усталостная долговечность, высоконагруженные зоны конструкции, метод конечного элемента, анализ напряжённо-деформированного состояния, модифицированные кривые усталости, коэффициент концентрации напряжений, стендовые испытания, расчётные случаи нагружения

Список литературы
1. Расчётные значения характеристик авиационных металлических конструкционных материалов: справочник. – М.: ОАО «ОАК», 2011. – 304 с.

2. Белов В.К., Адегова Л.А. Повышение усталостной долговечности высоконагруженных зон конструкций самолётов на этапе ресурсных испытаний // Полёт. – 2009. – № 9. – С. 19–26.

3. Стрижиус В.Е. Методы расчёта усталостной долговечности авиационных конструкций: справ. пособие. – М.: Машиностроение, 2012. – 272 с.

4. Long life damage tolerant jet transport structures / U.G. Goranson, J. Hall, J.R. Maclin, R.T. Watanabe // American society for testing and materials. Fatigue and fracture committees. Symposium on "Design of fatigue and fracture resistant structures", Bal Harbour, Florida, November 10–11, 1980. – Baltimor: MD, 1982.

5. Рудзей Г.Ф. Ускоренные усталостные испытания материалов и элементов конструкций ЛА // Авиационная промышленность. – 2011. – № 2. – С. 47–50.

6. Белов В.К., Калюта А.А., Рудзей Г.Ф. Обеспечение усталостной долговечности авиационных конструкций технологическими методами. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. – 404 с.

7. Рудзей Г.Ф. О взаимосвязи параметров кривой усталости и возможности прогнозирования усталостной долговечности элементов конструкций // Деформация и разрушение материалов. – 2014. – № 1. – С. 41–48.

8. Адегова Л.А., Рудзей Г.Ф. Прогнозирование усталостной долговечности высоконагруженных зон  конструкций ЛА с применением модифицированных кривых усталости // Аэродинамика и прочность конструкций летательных аппаратов: тр. всерос. юбилейной науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию со дня основания СибНИА, 20–21 сент. 2011 г.) / Сиб. науч.-исслед. ин-т авиации им. С.А. Чаплыгина. – Новосибирск: СибНИА, 2011. – С. 280–284.

9. Петерсон Р.Е. Коэффициенты концентрации напряжений. – М.: Мир, 1977. – 302 с.

10. Определение коэффициентов коррекции для получения достоверных характеристик усталостной долговечности элементов конструкций ЛА / В.К. Белов, Г.Ф. Рудзей, А.А. Калюта, Л.А. Адегова // Полёт. – 2011. –

№ 7. – С. 42–46.
Просмотров: 1006