Введение к работе
Актуальность проблены. Увеличение долговечности и весовой отдачи с одновременным обеспечением безотказности работы элементов авиационных конструкций является однин из важнейших направлений научно-технического прогресса в области проектирования и эксплуатации летательных аппаратов (ЛА).
Одними из элементов, обеспечивающих безопасность полетез ЛА, являются взлето-посадочные устройства, представляющие собой чрезвычайно сложный юомгакю: конструкций, агрегатов и систем с многообразие!! функциональных связей. К числу таких особо ответ-стеенных и выесюонагруженных элементов конструкции относятся барабаны колес (БК) ЛА. Анализ результатов стендовых испытаний барабанов и сведегапї in зксплуатиругсщігх организаций показывает, что разрушения подперченных переменны!! нагрузкаи БК имеют в основном усталостную природу. Аналіп вида усталостных изломов свидетельствует о то!!, что период эксплуатации барабана делится на две стадии: стадию бездефектной эксплуатации и стадию живучести. Продолжительность первой стадии определяют характеристики сопротивления усталости, продолжительность второй - характеристики трещиностойкости. Такий образом, для описания долговечности элемента конструкции с учетом стадии живучести необходимо применение теорий, описывающих как усталостные свойства, так и свойства трещиностойюэсти материала и элементов конструкций.
Наиболее надежным методой, позволяющий определить в статистическом аспекте ресурс, являются стендовые испытания достаточно большего количества БК с учетом всего спектра действующих в эксплуатации нагрузок. Однако, такой путь является нереальным п
4 силу очень высоких материальных, временных и трудовых затрат. На
практики ресурс определяется путем стендовых испытаний не менее четырех БК, причем часть барабанов не доводится до разрушения, а снимается с испытаний при достижении достаточной базовой долговечности. Такой подход исключает возможность определения индивидуального ресурса БК и не обеспечивает необходимого уровня на-дгжности полученных результатов. Кроие того, высокая себестси-иость стендовых испытаний ограничивает поиск перспективных материалов и сптииальных конструкций и технологий изготовления. Поэтому необходимо развитие иетодоз моделирования параметров БК и их внедрение на стадиях проектирования и доводки, а также для снижения в перспективе доли стендовых испытаний БК в общем объеме экспериментальных работ. Помимо этого, применение моделирования параметров БК с необходимый уровней надежности экономически целесообразно при переходе на эксплуатацию по техническому состоянию.
Целью работы является:
1. Изучение закономерностей сопротивления усталостному
разрушению барабанов колес ЛА путем моделирования нагружен-
ности на натурных моделях БК.
-
Прогнозирование характеристик сопротивления усталости БК по результата» испытаний лабораторных образцов и моделей.
-
Экспериментальное и численное моделирование напряженно-деформированного состояния БК.
-
Изучение закономерностей развития усталостных трещин в моделях с целью создания методики оценки живучести БК ЛА.
-
Разработка уточненной комплексной модели прогнозирования ресурса барабанов колес ЛА с учетом живучести.
Нп-учняя новизна.
1. На основе статіістическсй теории подобия усталостного
разрушения Б.П. Когаева предложена методика прогнозирования гарантированного ресурса барабанов юолес летательных аппаратов путей моделирования напряженно-деформированного состояния БК экспериментальным и численным методами.
-
Исследованы закономерности развития несквозных полузл-липтических трещин в тонкостенных оболочечных конструкциях и выявлены устойчивые формы их роста.
-
Исследованы закономерности развития сквозных усталостных трещин а тонкостенных сболочечных конструкциях. Установлен вид функциональной связи между геометрическими параметрами сквозной усталостной трещины.
Практически гнлцрнид рпботы. Предложенная в работе уточненная комплексная методика может бьпъ рекомендована для предварительной оценки гарантированного и назначенного ресурсов барабанов колет ЛА на стадіш проекпгровакия к доводки, а также для зкспресс-сценки свойств усталости и живучести при изменениях конструкции и технологии изготовления изделия. Б силу общности положений, заложенных в данных исследованиях, методика может быть применима для определения характеристик сопротивления усталости и трещиностсйкссти широкого круга элементов конструкции, работающих в условиях циклического нагружения.
Апрс^з^ия^мботЫг. Основные результаты работы доложены и сбсугкдены на XX, XXI, XXII Гагаринских Чтениях; на Научно-технических советах Авиационной корпорации "Рубин" (шснь 1995 года, ноябрь 1996 года); на научных семинарах кафедры "Сопротивление материалов" МАТИ (декабрь 1995 года, сентябрь 1996 года).
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 14 статьях, тезисах докладов, методических указаниях, отчетах по НИР и ведомственных технических отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения и содержит 138 страниц машинописного текста, 39 иллюстраций.
Библиографический список включает 62 наименования.
