ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стальные лонжероны из "Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций " Разрушение стальных лонжеронов лонастей является весьма редким событием, и за 40 летний период эксплуатации вертолетов Ми-6 имело место только три случая (табл. 12.1). На начальном этапе эксплуатации стальные лопасти изготавливали из сплава ЗОХГСА, а затем их стали изготавливать из материала 40ХН2МА. [c.631] Разрушение всех лонжеронов связано с процессом формирования макролиний в результате регулярного повторения блоков усталостного нагружения лопасти от полета к полету вертолета. Наиболее характерное их формирование было выявлено в лонжероне, изготовленном из стали 40ХН2МА. [c.631] Анализ излома лонжерона лопасти показал, что он имеет усталостный характер. Зона усталости расположена на нижней поверхности лонжерона и занимает около 40 % площади сечения разрушения (рис. 12.2). Очаг разрушения представляет собой повреждение наружной поверхности лонжерона глубиной от 0,05 до 0,6 мм. Очагом разрушения послужила одна из лунок от пескоструйной обработки поверхности лонжерона — сталь 40ХНМА. Рентгеноструктурный анализ материала в зоне зарождения трещины показал, что вместо создаваемых напряжений сжатия для компенсации растягивающих напряжений от внешней нагрузки в поверхностных слоях материала имели место остаточные напряжения растяжения величиной около 500 МПа. [c.631] Формирование усталостных линий в направлении роста трещины происходит таким образом, что они образуют блоки элементов рельефа, которые закономерно повторяются по своей геометрии с возрастанием длины трещины. Начальный этап несквозной и далее сквозной трещины определяются чередованием блоков из четырех макролиний и гладких площадок излома без линий. При этом шероховатость площадок без макролиний возрастает в направлении роста трещины вдоль стенки лонжерона. Чередование указанных участков излома происходит 5 раз до прорастания трещины поперек стенки. После. этого в изломе начинается формирование скосов от пластической деформации, в связи с переходом развивающейся трещины к процессу ускоренного разрушения. [c.632] Формирование усталостных линий в виде блоков с площадками между ними является закономерным по направлению роста трещины и связано с регулярным нагружением лопасти от полета к полету до перехода к ускоренному росту трещины. [c.632] От этапа нагружения лопасти перед заходом на посадку и следующим этаном нагружения на взлетном режиме в изломе формируется группа усталостных макролиний. Далее в период установившегося полета происходит продвижение трещины с формированием гладкой зоны излома. Появление большего числа макролиний на этане ускоренного и нестабильного роста трещины может быть объяснено возрастанием чувствительности материала к тем циклам нагружения, которые на этапе стабильного роста трещины не приводили к формированию усталостных макролиний. Помимо того, в период нестабильного роста трещины возможно чередование этапов дискретного статического проскальзывания усталостной трещины и последующего ее подрастания по механизму ускоренного усталостного разрушения. В последнем случае на изломе формируются небольшие по протяженности зоны с разной шероховатостью, между которыми имеется четкая макроскопическая граница, отвечающая смене механизма роста трещины. [c.633] развитие усталостного повреждения в лонжероне от дефекта материала в виде зоны с растягивающими остаточными напряжениями до окончательного его разрушения происходило на протяжении около 10 полетов, что соответствует оценке в менее 12 полетов для лонжерона с производственной трещиной. Это подтверждает низкую живучесть стальных лонжеронов лопастей, и осуществляемый контроль их герметичности в эксплуатации необходим с частотой не менее 1 раза после четырех полетов. [c.633] Вернуться к основной статье