ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принципы отбора и применения методов задержки роста трещин из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Продемонстрированные подходы к моделированию роста трещины в условиях многопараметрического нагружения элементов конструкций имеют тем более достоверный результат, чем более полный экспериментальный материал накоплен в исследованиях образцов в контролируемых условиях опыта. Сложный характер влияния многопараметрического циклического нагружения на рост трещины в конструкции не позволяет исключить какой-либо фактор при моделировании этого процесса. Уточнение моделей происходит по мере выявления усталостных трещин в элементах конструкций. Поскольку исключить появление и развитие трещин в элементах авиационных конструкций не удается, то реализовать их эксплуатацию по принципу безопасного повреждения не удается без решения еще одной задачи. Необходимо уметь управлять ростом трещин, осуществляя их временную или полную остановку, с использованием рассмотренных выше физических явлений. Поэтому перейдем к рассмотрению общих принципов управления кинетикой усталостных трещин в элементах конструкций. [c.443] Решение о выборе метода воздействия на элемент авиационной конструкции приходится принимать на этапе формирования технологии ремонта или бюллетеня эксплуатационных осмотров. Стратегия выбора метода, его эффективность зависят от возможностей ремонтных подразделений, а также от понимания персоналом природы реализуемых операций над конструктивным элементом для торможения роста трещин. Так, например, самым известным воздействием на элемент конструкции с трещиной является операция просверливания отверстия в ее вершине. Для усталостных трещин реализация данной операции означает, что удаляется зона пластической деформации, которая имеет остаточные сжимающие напряжения. Поэтому после данной операции трещина может развиваться даже более интенсивно, хотя само отверстие уменьшает концентрацию напряжений. При хрупком разрушении достаточно снижения концентрации напряжений для значительной задержки трещины, тогда как для усталостного разрупте-ния этого оказывается совершенно не достаточно. [c.443] Способы управления кинетикой усталостных трещин (СУКУТ) удобно рассматривать по типам элементов конструкций ленты разной толщины, массивные корпуса разной геометрии, сосуды под давлением, вращающиеся объекты-лопатки, лопасти, диски и т. д. Следует еще учитывать, что в однотипных элементах конструкции могут развиваться трещины в разных зонах, с различной геометрией фронта и его ориентировкой в пространстве сквозные, поверхностные, уголковые, наклонные и др. Для управления их кинетикой могут применяться различные способы, учитывающие различные физические закономерности накопления повреждений. Даже зная, на какой стадии происходит развитие трещины, т. е. имея возможность оценить темп возрастания скорости роста трещины (ускорение) и прогнозировать длительность последующего периода стабильного роста трещины до достижения критического состояния, нельзя убедительно обосновать правомерность допуска конструкции с трещиной без операций по ее задержке. [c.443] Над трещинами одного типа могут быть выполнены различные операции, выбранные по принципу технологичности самого ремонта изделия, но при этом должны быть учтены критерии эффективности самих выбранных СУКУТ. При выборе способа следует учитывать затраты времени и средств на ремонт, разработку оснастки, отработку технологии, а также требования к последующей эксплуатации. Если допускается развитие трещины в течение определенного периода времени до следующего ремонта, имеется возможность контроля развития этой трещины, исключающего достижение критического состояния, то затраты на ремонт минимальны. Если же результаты воздействия на конструкцию выбранным СУКУТ могут существенно перекрывать период последующей эксплуатации до очередного ремонта, удорожание и усложнение технологии ремонта может оказаться нецелесообразным. [c.444] Наиболее сложная ситуация управления кинетикой усталостных трещин возникает в тех зонах конструкции, где доступа к зоне трещины нет для проведения технологических операций по залечиванию или остановке трещины. Применительно к таким ситуациям предложено снижать интенсивность напряженного состояния зон с усталостными трещинами, доступ к которым организационно невозможен без нарущения целостности самой конструкции, за счет усиления близлежащих зон конструкции [71, 72]. Суть таких подходов состоит в снижении концентрации нагрузки за счет передачи нагрузки в зону, удаленную от трещины, где доступ к детали свободен и возможна реализация технологических операций для ее остановки. Наиболее простой операцией является наваривание пластины металла над зоной трещины. Нагрузка, передаваемая через неразрушенную часть металла, будет восприниматься наваренными пластинами, а зона трещины тем самым будет разгружена. [c.444] Указанный комплекс мероприятий направлен на поддержание требуемого уровня надежности и безопасности эксплуатации ВС в пределах существующего ресурса (назначенного или продленного). Решающую роль в обеспечении высокого уровня безопасности полетов ВС играют именно операции по задержке распространения трещин. Вот почему так важна технологическая проработанность этих операций применительно к объектам разной геометрии, изготовленным из различных конструкционных материалов. Сами операции и их последовательность основаны на различных физических явлениях, сопровождающих рост трещин. [c.444] Наклонные (но отношению к поверхности детали) трещины являются сквозными. Однако они выделены в особую группу в дальнейшем рассмотрении, поскольку приемы воздействия на них не могут быть распространены на другой тип трещин. [c.445] Вернуться к основной статье