Безопасность повреждения

Следовательно, ни в пределах заданного ресурса конструкции, ни тем более при продлении ее ресурса невозможно обеспечить безопасную эксплуатацию без учета факта появления и развития усталостных трещин. Именно поэтому в практику введен принцип конструирования отдельных деталей и конструкции в целом по безопасному повреждению [2-4]. В ряде мест конструкции допускаются усталостные трещины. Их размер определяется предельной несущей способностью детали и всего узла. Существование трещины в такой ситуации не является браковочным признаком для замены детали. На первый план выходит представление о длительности последующего, после обнаружения, роста трещины в эксплуатации до критических размеров. Получить такую информацию наиболее достоверно можно только на основе непосредственного анализа скорости роста трещины в эксплуатации и на основе использования подходов механики разрушения к определению предельного состояния тел с трещинами. [c.18]

БЕЗОПАСНОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ и ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЖИВУЧЕСТЬ МАТЕРИАЛА [c.45]

Безопасное повреждение и относительная живучесть МАТЕРИАЛА [c.45]

Понижение степени неопределенности в оценках долговечности и привело к возникновению новой концепции проектирования ВС по принципу безопасного повреждения, который учитывает наличие трещин или дефектов материала уже на начальной стадии эксплуатации конструкции. [c.47]

Все сказанное свидетельствует о естественности перехода к принципу проектирования авиационных конструкций, который допускает безопасное повреждение в эксплуатации отдельных эле- [c.54]

Как было указано выше, в настоящее время эксплуатация ВС осуществляется одновременно по двум принципам — безопасный ресурс и безопасное повреждение элементов конструкций. Оба принципа формируют разные подходы в реализации стратегии поиска и контроля трещин. Однако общим принципом для всех методов контроля является раннее обнаружение тех трещин, которые появляются на ранней стадии эксплуатации в наиболее напряженных зонах конструкции. [c.66]

Стратегия контроля подразумевала первоначально выявление трещин с последующей выборкой материала в зоне трещин на регламентированную глубину не более 1 мм. Статистика распределения трещин такова, что при одинаковой наработке детали глубина трещин различна. В результате этого оказалось, что без дополнительного контроля поверхности после удаления слоя материала в нем могут оставаться и быстро распространяться в последующем усталостные трещины. Введение контроля после удаления слоя материала и последующий периодический контроль зон с удаленным материалом позволили исключить разрушение детали в контролируемой зоне, поскольку по мере наработки в эксплуатации возникавшие трещины выявляли и детали снимали с эксплуатации. Был реализован принцип эксплуатации рассмотренного элемента конструкции по безопасному повреждению. [c.67]

Таким образом, инфраструктура методического обеспечения неразрушающего контроля элементов ВС, а также и сами средства контроля позволяют вводить в эксплуатацию принцип безопасного повреждения конструкций по критерию появления и возникновения, например, усталостных трещин. Однако решение проблемы перехода к эксплуатации по безопасному повреждению не может быть связано только с совершенствованием инфраструктуры средств и методов контроля. Важнейшее значение при введении контроля имеет обоснованность его периодичности. Она может быть оценена с достаточной точностью на основе методов анализа закономерностей распространения усталостных трещин, как на основании испытания образцов, так и на основе изучения поверхностей разрушения (изломов) элементов конструкций, в которых уже был реализован частично или полностью процесс распространения усталостной трещины в эксплуатации. Перенесение данных о закономерностях роста трещины, выявленных в лабораторном опыте, на элементы конструкций связано с использованием критериев подобия или соответствия закономерностей роста трещины в образце и детали при различных условиях нагружения. [c.72]

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]

Таким образом, проблема разрушения дисков компрессоров из титановых сплавов затрагивает области конструирования дисков, их производства и эксплуатации и не может быть полностью решена проведением мероприятий в какой-то одной из этих областей. Решение данной проблемы превращается в задачу обеспечения эксплуатации разрушающихся дисков по принципу безопасного повреждения с учетом всех факторов, влияющих на долговечность и период роста трещины, что позволяет избежать остановки всего парка двигателей до замены дисков на новые. [c.468]

В том случае, когда в массивных дисках имеет место чувствительность их материала в условиях эксплуатационного нагружения, длительность роста трещины понижается почти в 3 раза и может не превышать 1000 циклов ПЦН. Это наиболее неблагоприятная ситуация в эксплуатации массивных дисков компрессоров по принципу безопасного повреждения. Такие диски разрушаются на ранней стадии эксплуатации компрессора, и в последующем большая часть дисков может быть отнесена к первой группе, когда длительность роста трещины составляет несколько тысяч ПЦН. [c.533]

Немногочисленные слз аи нелокализованных разрушений двигателей в эксплуатации происходят из-за первоначального разрушения деталей, которые сконструированы по принципу безопасного ресурса из условия недопущения процесса роста трещин. Однако опыт эксплуатации двигателей показал, что конструктивное исполнение такого узла, как сопряжение дефлектора с диском, не исключает появления в дефлекторах усталостных трещин при соблюдении всех требований по обеспечению плотности прилегания дефлектора к диску. Поэтому появление случаев возникновения и роста усталостных трещин в тех деталях, которые не проектировали по принципу безопасного повреждения, приводит к необходимости решения ряда специфических задач по обеспечению безопасности полетов с развивающимися усталостными разрушениями, что и рассмотрено ниже. [c.535]

В области малоцикловой усталости большая часть долговечности дета.ти приходится на ее работу с трещиной (см. главу 1). Поэтому повышение температурно-силовой напряженности дисков ГТД, возможное появление дефектов материала на стадиях изготовления и ремонта двигателя приводят к эксплуатации дисков по принципу их безопасного повреждения. [c.541]

Соответствие механических характеристик материала требованиям чертежа указывало на то, что развитие трещин малоцикловой усталости обусловлено исчерпанием работоспособности дисков в условиях высокого уровня напряженности. В связи с этим возникла проблема использования долговечности дисков при гарантированном отсутствии возможности их разрушения в результате развития трещин малоцикловой усталости, т. е. проблема эксплуатации двигателей с безопасным повреждением дисков. Эта проблема была успешно решена в результате проведения комплекса исследований, включавшего в себя количественную фрактографическую оценку длительности роста усталостных трешин. [c.543]

Безопасное повреждение в РЕМОНТЕ дисков И ДЕФЛЕКТОРОВ [c.552]

БЕЗОПАСНОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ В РЕМОНТЕ ДИСКОВ И ДЕФЛЕКТОРОВ [c.553]

Ниже представлено обобщение экспериментальных материалов по исследованию указанных выше типов дефектов в дисках и дефлекторах двигателя НК-8-2у в связи с необходимостью обоснования сохранения неизменным межремонтного периода эксплуатации деталей, которые были пропущены в эксплуатацию с электроэрозионными повреждениями. Фактически решена была задача эксплуатации деталей по принципу безопасного повреждения. [c.553]

Рассмотренный комплекс исследований и расчеты периода распространения усталостной трещины в диске и дефлекторе турбины двигателя НК-8-2у на основании синергетического анализа последовательности процессов разрушения материала и единой кинетической кривой свидетельствуют о том, что в существующий межремонтный период эксплуатации двигателя стартующая от повреждений трещина не достигнет своего предельного размера при минимальной величине вязкости разрушения, которая при температуре 400 С составила 219 кг/мм . Следовательно, полученные сведения о периоде роста трещины в циклах и по числу усталостных бороздок нужно относить к долговечности и периоду роста трещин в дисках в полетах. Итак, при наличии пропущенного в ремонте повреждения поверхности диска его работа в составе двигателя будет реализована по критерию безопасного повреждения в межремонтный период эксплуатации, который не превышает 4000 полетов. Более того, поскольку период зарождения трещины от дефекта составляет несколько сотен тысяч циклов, безопасная эксплуатация диска обеспечивается даже при повторном пропуске дефекта диска в следующем ремонте. [c.564]

В связи с этим ведутся интенсивные разработки методов расчета долговечности лопаток по принципу безопасного повреждения, которые допускают наличие в лопатках первоначальных трещин малой глубины [5-8]. При этом наибольшее внимание уделяют лопаткам из титановых сплавов, которые наиболее широко применяют в ГТД [c.567]

Таким образом, элементы конструкции шасси ВС могут весьма эффективно эксплуатироваться по принципу безопасного повреждения. Длительность развития в них трещин даже в самых напряженных зонах составляет около сотни полетов. При этом важно, что детали нагружаются таким образом, что трещины в них распространяются за полет или, что то же, цикл ЗВЗ на величину от долей микрона до десятков микрон. При протяженности трещины от нескольких миллиметров до десятков миллиметров реализуемая длительность позволяет обеспечить эффективный эксплуатационный контроль с приемлемой для практики периодичностью. [c.802]

Эксплуатация ВС но принципу их безопасного повреждения связана с оценкой их технического состояния по различным критериям и подразумевает определение предельного состояния по выработке ресурса до предотказного состояния и до безопасного отказа [57]. Установление ресурса произвольному изделию авиационной техники из условия требуемой безопасности полетов по данным испытаний на надежность связано с оценкой ряда параметров. В частности, необходимо учитывать плотность распределения долговечности при принятом плане испытаний, эквивалентность программ испытаний ожидаемым условиям эксплуатации (соответствие циклов ЗВЗ или ПЦН), степень неадекватности принятой модели надежности изделия реальному физическому объекту, неэквивалентность ожидаемых и реальных условий эксплуатации, а также должно быть учтено качество изготовления изделия. Все перечисленные параметры могут быть оценены приближенно, что приводит к существенному рассеиванию рассматриваемой долговечности каждого элемента конструкции. [c.45]

Ниже в обобщенном виде представлены результаты исследований эксплуатационных разрушений титановых дисков компрессоров авиационных ГТД, проведенных почти за 20 лет в России [8 -И]. Результаты этих исследований легли в основу обеспечения эксплуатации данных типов дисков по принципу безопасного повреждения. Помимо того, на основании разработанной методики проанализирована кинетика разрушения титанового диска барабанного ротора КВД двигателя F6-50 и диска вентилятора этого двигателя по данным NTSB (США), представленным в публикациях и отчетах [1-7]. [c.475]

Замена дисков на новые не могла быть проведена в короткие сроки. Поэтому необходимо было обеспечить безопасную эксплуатацию двигателей с дисками старой конструкции. Временное решение проблемы с эксплуатацией дисков по принципу безопасного повреждения в период постепенной замены старых дисков на новые, по мере их поступления в эксплуатацию, было осуществлено следующим образом. Для обеспечения безопасности перевозок был введен дифференцированный периодический контроль дисков вихретоковым методом на з астке перехода от ступицы к полотну по схеме [c.552]

Лонжерон представляет собой тонкостенную трубу (толщина стенки около 5 мм) с овализован-ным сечением и продольными внутренними ребрами жесткости, которая в полете испытывает скручивание и изгиб, а также осуществляется ее растяжение за счет динамических сил от вращения винта (рис. 12.1). В нем для фиксации возникновения несплошности у основания расположен датчик давления. Лонжерон спроектирован в виде сосуда под избыточным давлением, которое превышает на одну атмосферу давление окружающей среды. Его расчет на прочность и ресурс не подразумевает эксплуатацию по принципу безопасного повреждения. Однако для повышения надежности конструкции с учетом вероятного возникновения трещины, в том числе и из-за коррозии, было исполь- [c.629]

Итак, развитие усталостных трещин в процессе эксплуатации элементов конструкций и деталей системы управления ВС является длительным. Это позволяет эффективно проводить их контроль и осуществлять эксплуатацию по принципу безопасного повреждения при обеспечении надежности функционирования систем даже при однократном пропуске трещины, поскольку число полетов с развивающейся трещиной составляет от одной до нескольких тысяч. При определении повреждающего цикла следует исходить из того, что основную роль в развитии трещины играет блок нагрузок от вибраций, которые накладываются на статическую нагрузку, возникающую в момент функционирования системы в полете. В зависимости от вида элемента конструкции вибрации вызывают продвижение трещины или могут не оказывать влияние на ее продвижение. В первом случае имеет место формирование мезоусталостных линий с площадками излома между ними, а во втором случае каждый акт функционирования элемента конструкции в полете связан с формированием каждой усталостной бороздки. В зависимости от условий работы разное число усталостных бороздок может характеризовать один полет ВС. Однако и в этом случае может быть проведена оценка числа бороздок за полет, поскольку начало функционирования и повторение этих действий в полете имеют некоторые различия, что отражается в различии профиля усталостных линий и бороздок, а также в различиях закономерности изменения шага бороздок по направлению роста трещины. Все это несколько усложняет интерпретацию [c.753]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...