Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений и методов оценки их проницаемости 8
1.1. Общие сведения о герметичности 9
1.2. Конструкция и технология выполнения заклёпочных соединений 12
1.3. Анализ разработок в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений вне использования герметизации 15
1.4. Анализ теоретических методов определения проницаемости механического контакта 18
1.5. Цель работы и задачи исследований 20
Глава II. Разработка методики расчёта заклёпочных соединений на герметичность при наличии сплошности контакта 24
2.1. Основные расчётные формулы для определения расхода уплотняемой среды через заклёпочные соединения 25
2.2. Эквивалентная толщина пористого слоя 28
2.3. Коэффициент проницаемости пористого слоя 30
2.4. Определение проницаемости заклёпочных соединений при неравномерном контактном давлении 34
2.5. Основные результаты главы II 38
Глава III. Разработка методики расчёта контактной нагрузки в заклёпочных соединениях в исходном состоянии 39
3.1. Основные допущения и постановка задачи о формировании заклёпочного соединения 40
3.2. Расчёт контактной нагрузки при действии усилия клёпки 43
3.3. Расчёт контактной нагрузки при снятии усилия клёпки 47
3.4. Определение остаточных напряжений и действительной величины натяга 54
3.5. Основные результаты главы III 57
Глава IV. Распределение контактной нагрузки в заклёпочных соединениях под действием внешних сил 59
4.1. Анализ нагружения заклёпочных соединений 60
4.2. Нагружение заклёпочных соединений на сдвиг 62
4.3. Нагружение клёпаной панели на растяжение или сжатие 66
4.4. Основные результаты главы IV 76
Глава V. Влияние конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов на герметичность заклёпочных соединений 77
5.1. Влияние радиального натяга на условия разгерметизации 78
5.2. Влияние натяга и других технологических факторов на герметичность заклёпочных соединений при сохранении сплошности контакта 83
5.3. Методика оценки герметичности заклёпочных соединений 88
5.4. Практический расчёт расхода уплотняемой среды через единичное заклёпочное соединение 90
Основные выводы и результаты работы 94
Литература 95
- Анализ разработок в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений вне использования герметизации
- Определение проницаемости заклёпочных соединений при неравномерном контактном давлении
- Определение остаточных напряжений и действительной величины натяга
- Влияние натяга и других технологических факторов на герметичность заклёпочных соединений при сохранении сплошности контакта
Введение к работе
Заклёпочные соединения являются основным видом соединений в современной авиации благодаря высокому ресурсу и живучести, низкой себестоимости, возможности автоматизации сборочных работ и другим факторам. Основными параметрами их качества являются статическая и усталостная прочность, а также герметичность. Обеспечение качества представляется комплексной задачей, решение которой возможно благодаря выбору оптимальных конструктивно-технологических параметров соединения, включая тип крепежа, силовую схему процесса клёпки и величину радиального натяга.
В настоящее время для выполнения потайных и не потайных соединений наибольшее применение находят стержневые заклёпки, широкое внедрение которых определяется наиболее равномерным распределением радиального натяга со по толщине пакета. Величина натяга в конструкциях из лёгких сплавов, как правило, не превышает 2.5%. Выбор значения ш является результатом взаимной увязки и оптимизации заложенных параметров качества. Например, повышение величины натяга способствует увеличению усталостных свойств, однако является причиной значительных деформаций стыкуемых элементов при сборке.
Качество заклёпочных соединений с точки зрения герметичности не всегда адекватно уровню современной техники, что выражается в наличии определённого количества видимых утечек топлива, которые не допускаются требованиями стандартов. Причинами проницаемости является наличие микро неровностей на сопряжённых поверхностях листа и заклёпки, а также потеря оплошности их контакта, причём во втором случае величина расхода уплотняемой среды оказывается существенно выше.
Для устранения проницаемости заклёпочных соединений используется поверхностная герметизация, которая приводит к увеличению веса, а также трудоёмкости и себестоимости сборки узлов и панелей, выходящих на внешний контур. Герметизации подвергаются практически все внутренние объёмы современных самолётов, включая топливный, пассажирский и приборный отсеки. Сокращение объёма данной технологии желательно с точки зрения повышения качества изделий авиационной техники, однако такое решение возможно только при условии обеспечения герметичности другими технологическими мероприятиями.
В настоящее время герметичные свойства заклёпочных соединений в значительной степени исследуются экспериментально, причём на основе качественной оценки. Такой подход, как правило, не позволяет получить численное значение величины утечки уплотняемой среды и, следовательно, оценить её влияние на экологию, пожарную безопасность или предельную дальность полёта. Количественные требования к герметичности заклёпочных соединений не предъявлены. Поскольку наличие проницаемости присуще каждому механическому контакту, результат качественной оценки во многом определяется условиями проведения эксперимента. Качественная оценка устанавливает факт накопления утечки определённой величины, однако не даёт полной информации о причинах её возникновения. Такой подход в ряде случаев не позволяет выявить однозначную взаимосвязь между параметрами соединения и герметичными свойствами, а большое количество факторов различной природы, влияющих на проницаемость, практически исключает эмпирический поиск их оптимального сочетания.
В условиях высокой стоимости количественных методов испытаний на герметичность повышение качества заклёпочных соединений по данному критерию во многом определяется созданием соответствующих расчётных методов, которые позволят наиболее полно описать явления, протекающие в конструкциях, и увязать обеспечение герметичности с другими параметрами качества. В рамках данных методов необходимо установить количественные характеристики проницаемости, определить условия начала раз герметизации и рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения.
Таким образом, разработка метода оценки герметичности заклёпочных соединений является актуальной задачей, направленной на повышение качества авиационных конструкций.
Анализ разработок в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений вне использования герметизации
Анализ известных решений в области теоретической герметологии показывает, что в настоящий момент накоплен достаточный уровень для создания методики количественной оценки герметичности заклёпочных соединений при условии сплошности контакта. Принципы решения герметологических задач описаны в работах В.Т. Бабкина, А.А. Зайченко, В.В. Александрова [2], Н.Б. Дёмкина [14, 15], И.В. Крагельского [47], A.M. Долотова, П.М. Огара, Д.Е. Чегодаева [33], Л.С. Пинчука [36] и других авторов [9, 18, 20, 23, 25, 29, 37, 39, 42, 43, 48, 50].
Решение герметологической задачи предполагает моделирование межповерхностной полости, а также обоснование механизма массопереноса уплотняемой среды. Для вычисления расхода, как правило, используются уравнения теории эквивалентной щели [14, 15, 29] или пористого слоя [2, 18, 23, 28, 39, 50]. Метод эквивалентной щели достаточно универсален и применим в широком диапазоне перепадов давления уплотняемой среды вне зависимости от состояния контакта. Межповерхностная полость характеризуется только усреднённым значением зазора h, что упрощает определение герметичности, однако делает результат весьма чувствительным к способам описания микронеровностей и методике вычисления п. Значительное расхождение расчётных и экспериментальных данных отмечается при неравномерности распределения контактной нагрузки, локальной несплошности контакта и наличия отклонений формы сопряжённых поверхностей. Также метод эквивалентной щели никак не учитывает истечение уплотняемой среды по микроканалам сложной формы, расположенным под разными углами к градиенту перепада давления.
При использовании метода пористого слоя межповерхностная полость характеризуется непосредственно толщиной слоя п, а также коэффициентом проницаемости К, который позволяет учитывать реальное распределение микронеровностей сопряжённых деталей. Таким образом, модель пористого слоя в полной мере отражает физическую структуру сплошных контактов и особенности массопереноса в сложных изолированных микроканалах. Также отмечается удовлетворительная сходимость расчётных и экспериментальных значений расхода при различных способах моделирования микронеровностей [2, 18,23,33].
Описание микрорельефа сопряжённых поверхностей производится при замене неровностей телами правильной формы, с помощью опорных кривых [13] или в виде случайной функции [33]. Использование опорных кривых позволяет учитывать реальное распределение материала по высоте, а также смятие шероховатости при формировании соединения. При этом параметры, необходимые для решения герметологической задачи, стандартизованы в зависимости от материала и вида обработки поверхности. Отметим, что моделирование телами правильной формы является упрощенным подходом к описанию микронеровностей, что не всегда позволяет отразить их реальную геометрию. Использование случайной функции, напротив, в полной мере учитывает возможности распределения микровыступов, однако данная модель является слишком сложной для применения в инженерной практике. При формировании сплошного контакта листов и заклёпки происходит смятие шероховатости, которое сопровождается изменением её геометрии. В такой ситуации необходимым условием для вычисления расхода уплотняемой среды является решение соответствующей конструкционно-контактной задачи и определение контактного сближения микронеровностей є под нагрузкой, а также установление связи между данной величиной и параметрами пористого слоя.
Обзор литературы показал, что сокращение объёма поверхностной герметизации желательно с точки зрения повышения качества изделий авиационной техники. При этом существующие разработки в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений не всегда гарантируют их непроницаемость вне использования герметиков. Решение о целесообразности герметизации требует установления взаимосвязей между конструктивно-технологическими параметрами заклёпочных соединений и проницаемостью, которые можно получить только в рамках количественного метода оценки их герметичности. В настоящий момент теоретическая герметология обладает достаточным уровнем для создания соответствующей расчётной методики, которая при наличии сплошности контакта должна использовать уравнения теории пористого слоя. В результате исследований необходимо установить количественные характеристики проницаемости, определить условия начала разгерметизации и рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения.
Цель диссертационной работы - разработка метода оценки герметичности заклёпочных соединений для определения оптимальных конструктивно-технологических решений. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: - разработать методику расчёта на герметичность заклёпочных соединений при наличии сплошности контакта; - построить модель формирования заклёпочных соединений и определить величину контактной нагрузки в исходном состоянии; - построить модели нагружения заклёпочных соединений и определить опасные уровни внешних нагрузок; - выявить факторы, значимо влияющие на герметичность заклёпочных соединений, и оценить степень их воздействия. Методы исследований основаны на классических трудах в области теоретической герметологии, теории упругости и пластичности. Автором использованы методика определения утечек уплотняемой среды через металл-металлический контакт, модель нагружения цилиндра конечных размеров по теории малых упруго-пластических деформаций, а также известные решения Кирша, Ляме, Н.И. Мусхелишвили, П.Ф. Папковича и другие. Для исследования опасных уровней внешних нагрузок проведены численные эксперименты с применением системы символьной математики Waterloo Maple. Достоверность полученных результатов подтверждается соответствием расчётных значений интенсивности деформаций в листах, окружных остаточных напряжений и опасных уровней внешних нагрузок данным ранее проведённых экспериментальных исследований. Научная новизна 1. Разработан метод оценки герметичности заклёпочных соединений и определено численное значение расхода топлива через единичное соединение при сохранении сплошности контакта листа и заклёпки; 2. Предложено аналитическое решение задачи о нахождении контактной нагрузки в заклёпочном соединении в исходном состоянии и описано явление обратных пластических деформаций стержня при разгрузке; 3. Получено решение задачи о нагружении клёпаной панели на растяжение или сжатие и установлены опасные уровни внешних нагрузок, приводящие к разгерметизации. Практическая ценность заключается в создании методики оценки герметичности заклёпочных соединений, которая может непосредственно применяться при проектировании клёпаных конструкций. Её внедрение позволит сократить объёмы испытаний на герметичность и решить вопрос о целесообразности использования герметизации. Полученные результаты численных экспериментов по определению опасных уровней внешней нагрузки и влияния на проницаемость различных конструктивно-технологических параметров являются теоретической базой для повышения герметичности заклёпочных соединений вне использования герметизации. Определение количественных характеристик проницаемости также позволяет оценить влияние утечки на эксплуатационную безопасность изделий авиационной техники.
Определение проницаемости заклёпочных соединений при неравномерном контактном давлении
При нагружении заклёпочных соединений расход уплотняемой среды определяется текущим значением контактной нагрузки. Предположим, что данная величина равномерно распределена на некотором участке стыка при условии q0 = 500 МПа. Результаты расчёта проницаемости контакта при различных значениях контактной нагрузки q сведены в таблицу 5.5.
Анализ полученной зависимости (рис. 5.5) показывает, что при высоких уровнях давления проницаемость контакта практически постоянна. При значительном падении контактной нагрузки (q 100 МПа) значение G заметно возрастает, однако низкие уровни давлений вне раскрытия стыка локализуются в узком диапазоне значений а и согласно (2.13) не оказывают определяющего влияния на расход уплотняемой среды при неравномерном распределении величины q по периметру стыка. Таким образом, в практических расчётах можно принимать q(a) =qi. Из выражений (2.4) и (2.8) видно, что проницаемость заклёпочных соединений во многом определяется технологическими факторами, включая высоту микронеровностей сопряжённых поверхностей и коэффициенты их опорных кривых. Таким образом, снижение расхода уплотняемой среды при сохранении сплошности контакта достигается выбором методов чистовой обработки отверстия и заклёпки. Результаты расчёта проницаемости контакта при различных параметрах шероховатости поверхности отверстия сведены в таблицы 5.6 и 5.7. Анализ полученных результатов (рис. 5.6) показывает, что снижение высоты микронеровностей на поверхности отверстия Rzi приводит к значительному уменьшению проницаемости. Например, при чистовой обработке зенкерованием величина G снижается на 30% относительно сверления, а при развёртывании почти в 8 раз. При этом параметры опорных кривых оказывают куда меньшее воздействие на проницаемость, что позволяет в практических расчётах принимать величины 3 и v для отверстия полученного сверлением.
Отметим, что при существующей технологии исполнения заклёпочных соединений Rz2 Rzi. Таким образом, улучшение чистоты поверхности заклёпки, как правило, не требуется. Также отметим, что в рамках принятой расчётной модели точность исполнения отверстия и отклонения формы сопряжённых элементов в явном виде не влияют на герметичные свойства заклёпочных соединений при наличии сплошности контакта.
В разделах 5.1 и 5.2. установлены критические уровни внешних нагрузок в заклёпочных соединениях, а также выявлены факторы, значимо влияющие на их проницаемость при сохранении сплошности контакта. Такие результаты позволяют создать методику оценки герметичности заклёпочных соединений для определения оптимальных конструктивно-технологических решений, под которыми понимается объём поверхностной герметизации, величина радиального натяга, вид чистовой обработки отверстия под заклёпку, а также некоторые геометрические параметры соединения, включая радиальный зазор при постановке заклёпки в отверстие. Данная методика может применяться непосредственно на этапе проектирования изделий авиационной техники и приемлема для всех типов заклёпок и различных металлических материалов, используемых в производстве клёпаных конструкций. Блок-схема методики представлена на рис. 5.7.
На первом этапе находится контактная нагрузка в исходном состоянии, остаточные напряжения, интенсивность напряжений под действием внешних сил и напряжения разгерметизации. Далее производится выбор оптимальной величины натяга, который сопровождается проверкой условия о ок. При выполнении неравенства сплошность контакта сохраняется, что позволяет отказаться от герметизации при снижении проницаемости посредством улучшения чистоты поверхности отверстия. В противном случае применение герметизации желательно, поскольку при появлении сквозной щели утечки значительно возрастают, а технологические мероприятия по снижению проницаемости не эффективны. Отметим, что выбор чистовой обработки отверстия, в принципе, возможно производить только после появления количественных требований к герметичности заклёпочных соединений.
Рисунок 5.7 показывает, что описанная методика обладает элементарной внутренней структурой, что удобно в инженерной практике. В ходе исследований удалось выявить две принципиально различные картины проницаемости заклёпочных соединений (при наличии и отсутствии сплошности контакта) и установить критерий предельного состояния. Также выявлены факторы, оказывающие незначительное влияние на герметичные свойства. В таких условиях оптимизация конструктивно-технологических параметров существенно упрощается и переходит к рассмотрению нескольких функций одной переменной, а также логических условий границы их применимости. Данные функции имеют ярко выраженный максимум (напряжения разгерметизации) или монотонно возрастают (влияние шероховатости отверстия на проницаемость) в области реальных конструктивных параметров.
Анализ эксплуатационных нагрузок показывает, что растяжение или сжатие клёпаной панели приводит к потере сплошности контакта листов и заклёпки при любых значениях натягов, тогда как при сдвиге заклёпок, напротив, существует незначительный резерв нагружения. Таким образом, использование герметизации необходимо только в первом случае. Для реальных заклёпочных соединений вопрос о применении данной технологии должен решаться с учётом совместного действия всех внешних сил и уровня знакопеременных нагрузок, однако данная задача выходит за пределы работы. Отметим, что использование ручной клёпки, иных видов заклёпок кроме стержневых, а также наличие потайной головки, как правило, приводят к ухудшению условий работы материала панели и снижению напряжений разгерметизации.
Определение остаточных напряжений и действительной величины натяга
Анализ работ В.З. Кондрашова, А.И. Ярковца, С.Л. Васильева, В.Ф. Громова и других авторов показывает, что на кафедре "Технологическое проектирование и управление качеством" МАИ накоплен значительный опыт в обеспечении герметичности заклёпочных соединений [4, 6, 7, 10, 12, 26, 38, 44, 49, 52]. Установлено, что их проницаемость определяется конструктивно-технологическими факторами, включая радиальный натяг, точность исполнения отверстий, шероховатость сопряжённых поверхностей листа и заклёпки, величину радиального зазора при постановке заклёпки в отверстие и другие, однако при проектировании конструкций должное внимание уделяется только натягу. При этом нагружение заклёпочных соединений внешними силами нередко приводит к разгерметизации, что отмечается даже при увеличении натягов.
В.З. Кондрашовым предложена методика испытаний заклёпочных соединений на герметичность, которая построена на базе гидростатического метода при достаточном перепаде давления (рис. 1.4) [26, 38]. Рабочим телом является керосин с добавкой жирового красителя, а в качестве индикатора используется меловое покрытие. Заключение о герметичности делается на основе визуальных наблюдений в течение семи суток. В рамках методики автором проведены исследования влияния конструктивных и технологических факторов, включая нагружение, однако анализ чувствительности гидростатического метода показывает, что им были отмечены только случаи разгерметизации. Отметим, что при наличии сплошного контакта величина расхода керосина через единичное заклёпочное соединение может составлять 10 2 .. 10"3 мм3/с, что потребует применения технически сложных методов испытаний [36, 58].
Исследования В.З. Кондрашова показали, что нагружение заклёпочных соединений нередко приводит к появлению сквозной щели [26]. В таких условиях для определения влияния на проницаемость конструктивно-технологических факторов необходима постановка отдельных экспериментов для случая сохранения сплошности контакта, а таюке однозначное определение условий разгерметизации, что в принципе невозможно в рамках качественной оценки. Проведённые исследования никак не описывают физические процессы, происходящие в материалах стыкуемых деталей и не учитывают их пластическое обмятие, что делает невозможным управление свойствами конструкции и поиск оптимальных конструктивно-технологических решений для исключения условий разгерметизации. Также в настоящий момент не определены количественные характеристики проницаемости заклёпочных соединений, что не позволяет оценить влияние утечки топлива на эксплуатационную безопасность изделий авиационной техники и поставить вопрос о сокращении объёма герметизации.
Анализ известных решений в области теоретической герметологии показывает, что в настоящий момент накоплен достаточный уровень для создания методики количественной оценки герметичности заклёпочных соединений при условии сплошности контакта. Принципы решения герметологических задач описаны в работах В.Т. Бабкина, А.А. Зайченко, В.В. Александрова [2], Н.Б. Дёмкина [14, 15], И.В. Крагельского [47], A.M. Долотова, П.М. Огара, Д.Е. Чегодаева [33], Л.С. Пинчука [36] и других авторов [9, 18, 20, 23, 25, 29, 37, 39, 42, 43, 48, 50].
Решение герметологической задачи предполагает моделирование межповерхностной полости, а также обоснование механизма массопереноса уплотняемой среды. Для вычисления расхода, как правило, используются уравнения теории эквивалентной щели [14, 15, 29] или пористого слоя [2, 18, 23, 28, 39, 50]. Метод эквивалентной щели достаточно универсален и применим в широком диапазоне перепадов давления уплотняемой среды вне зависимости от состояния контакта. Межповерхностная полость характеризуется только усреднённым значением зазора h, что упрощает определение герметичности, однако делает результат весьма чувствительным к способам описания микронеровностей и методике вычисления п. Значительное расхождение расчётных и экспериментальных данных отмечается при неравномерности распределения контактной нагрузки, локальной несплошности контакта и наличия отклонений формы сопряжённых поверхностей. Также метод эквивалентной щели никак не учитывает истечение уплотняемой среды по микроканалам сложной формы, расположенным под разными углами к градиенту перепада давления.
При использовании метода пористого слоя межповерхностная полость характеризуется непосредственно толщиной слоя п, а также коэффициентом проницаемости К, который позволяет учитывать реальное распределение микронеровностей сопряжённых деталей. Таким образом, модель пористого слоя в полной мере отражает физическую структуру сплошных контактов и особенности массопереноса в сложных изолированных микроканалах. Также отмечается удовлетворительная сходимость расчётных и экспериментальных значений расхода при различных способах моделирования микронеровностей [2, 18,23,33].
Описание микрорельефа сопряжённых поверхностей производится при замене неровностей телами правильной формы, с помощью опорных кривых [13] или в виде случайной функции [33]. Использование опорных кривых позволяет учитывать реальное распределение материала по высоте, а также смятие шероховатости при формировании соединения. При этом параметры, необходимые для решения герметологической задачи, стандартизованы в зависимости от материала и вида обработки поверхности. Отметим, что моделирование телами правильной формы является упрощенным подходом к описанию микронеровностей, что не всегда позволяет отразить их реальную геометрию. Использование случайной функции, напротив, в полной мере учитывает возможности распределения микровыступов, однако данная модель является слишком сложной для применения в инженерной практике. При формировании сплошного контакта листов и заклёпки происходит смятие шероховатости, которое сопровождается изменением её геометрии. В такой ситуации необходимым условием для вычисления расхода уплотняемой среды является решение соответствующей конструкционно-контактной задачи и определение контактного сближения микронеровностей є под нагрузкой, а также установление связи между данной величиной и параметрами пористого слоя.
Влияние натяга и других технологических факторов на герметичность заклёпочных соединений при сохранении сплошности контакта
Обзор литературы показал, что сокращение объёма поверхностной герметизации желательно с точки зрения повышения качества изделий авиационной техники. При этом существующие разработки в области обеспечения герметичности заклёпочных соединений не всегда гарантируют их непроницаемость вне использования герметиков. Решение о целесообразности герметизации требует установления взаимосвязей между конструктивно-технологическими параметрами заклёпочных соединений и проницаемостью, которые можно получить только в рамках количественного метода оценки их герметичности. В настоящий момент теоретическая герметология обладает достаточным уровнем для создания соответствующей расчётной методики, которая при наличии сплошности контакта должна использовать уравнения теории пористого слоя. В результате исследований необходимо установить количественные характеристики проницаемости, определить условия начала разгерметизации и рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения.
Цель диссертационной работы - разработка метода оценки герметичности заклёпочных соединений для определения оптимальных конструктивно-технологических решений. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: - разработать методику расчёта на герметичность заклёпочных соединений при наличии сплошности контакта; - построить модель формирования заклёпочных соединений и определить величину контактной нагрузки в исходном состоянии; - построить модели нагружения заклёпочных соединений и определить опасные уровни внешних нагрузок; - выявить факторы, значимо влияющие на герметичность заклёпочных соединений, и оценить степень их воздействия. Методы исследований основаны на классических трудах в области теоретической герметологии, теории упругости и пластичности. Автором использованы методика определения утечек уплотняемой среды через металл-металлический контакт, модель нагружения цилиндра конечных размеров по теории малых упруго-пластических деформаций, а также известные решения Кирша, Ляме, Н.И. Мусхелишвили, П.Ф. Папковича и другие. Для исследования опасных уровней внешних нагрузок проведены численные эксперименты с применением системы символьной математики Waterloo Maple. Достоверность полученных результатов подтверждается соответствием расчётных значений интенсивности деформаций в листах, окружных остаточных напряжений и опасных уровней внешних нагрузок данным ранее проведённых экспериментальных исследований. Научная новизна 1. Разработан метод оценки герметичности заклёпочных соединений и определено численное значение расхода топлива через единичное соединение при сохранении сплошности контакта листа и заклёпки; 2. Предложено аналитическое решение задачи о нахождении контактной нагрузки в заклёпочном соединении в исходном состоянии и описано явление обратных пластических деформаций стержня при разгрузке; 3. Получено решение задачи о нагружении клёпаной панели на растяжение или сжатие и установлены опасные уровни внешних нагрузок, приводящие к разгерметизации. Практическая ценность заключается в создании методики оценки герметичности заклёпочных соединений, которая может непосредственно применяться при проектировании клёпаных конструкций. Её внедрение позволит сократить объёмы испытаний на герметичность и решить вопрос о целесообразности использования герметизации. Полученные результаты численных экспериментов по определению опасных уровней внешней нагрузки и влияния на проницаемость различных конструктивно-технологических параметров являются теоретической базой для повышения герметичности заклёпочных соединений вне использования герметизации. Определение количественных характеристик проницаемости также позволяет оценить влияние утечки на эксплуатационную безопасность изделий авиационной техники. На защиту выносятся: - методика расчёта проницаемости заклёпочных соединений при сохранении сплошности контакта на основе теории пористого слоя; - модель формирования ресурсных заклёпочных соединений для определения контактной нагрузки в исходном состоянии; - модели нагружения заклёпочных соединений на сдвиг и клёпаных панелей на растяжение и сжатие; - результаты численных экспериментов по определению опасных уровней внешних нагрузок и влияния технологических факторов на проницаемость; - методика оценки герметичности заклёпочных соединений. Личный вклад соискателя заключается в создании методики расчёта контактной нагрузки в ресурсном заклёпочном соединении в исходном состоянии и в результате нагружения, а также в адаптации известной методики расчёта на герметичность к принципиально новому типу конструкций. Автором выполнен весь объём теоретических изысканий, включая создание и отладку приложений при проведении численных экспериментов. В частности, автором получена формула для расчёта радиуса пластической зоны, описан эффект пластической разгрузки и решена задача о нагружении клёпаной панели в постановке Ляме - Кирша. Работа выполнена в рамках программы целевого финансирования ОЭММПУ РАН № 1002-25-251/ОЭММПУ-12/079-076/100603-558 "Накопление повреждённости, разрушение, изнашивание и структурные изменения материалов при интенсивных механических, температурных и радиационных воздействиях". Публикации. Основное содержание работы изложено в 5 публикациях в журналах, входящих в список ВАК РФ. Структура и объём работы. Диссертация содержит 99 страниц машинописного текста, 34 рисунка, 26 таблиц и состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и результатов работы и списка используемой литературы из 58 наименований.
