Авиационные материи

В качестве ткани-подложки чаще всего используют миткали, сатины и бязи (для легких материй), молескин, саржи и диагонали (для материй среднего веса), палатки, иногда мешковину и бельтинг (для тяжелых материй). Для специальных авиационных материй особо легкого веса в качестве подложки применяют тонкую капроновую ткань. [c.304]

Данная книга возникла в результате продолжительной преподавательской работы автора на факультете прикладной математики Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе. В еа основу положены лекции, читаемые будущим инженерам-математи-кам. Содержание книги несколько превосходит тот материал, который излагается на лекциях. [c.9]

Материал, изложенный в пособии, соответствует программам дисциплин специализаций и спецкурсов, читаемых в настоящее время в Московском авиационном институте для специальности Прикладная математика . [c.3]

П ример 177. Проверить прочность клапанной пружины авиационного двигателя. Пружина изготовлена из хромованадиевой проволоки. Характеристики материала проволоки Тт = 950 н/мм -, t-i = 500 н мм То = 750 н/ям -, G= 8-10 нЫм . Размеры пружины средний диаметр 0=50 мм, диаметр проволоки с1 = Ъ мм, нагрузка пружины изменяется в пределах от Ятш = 0,18 кн до Ятах = = 0,3 кн. Принять рт = 1. Требуемый коэффициент запаса прочности [п] = 2,5. [c.351]

С целью получения бесшумного хода при окружной скорости у > 3 м/с одно из колес зубчатой передачи (чаще всего меньшее, обычно являющееся ведущим) иногда изготовляют из какого-либо неметаллического материала. Недостатками неметаллических зубьев шестерен являются меньшая прочность при изгибе и небольшая износостойкость по сравнению с металлическими зубьями. Поэтому неметаллические шестерни не применяют в передачах, отличающихся малыми скоростями движения при больших величинах удельного давления на зуб. Наоборот, их применяют в передачах, движущихся с большими скоростями при небольших значениях передаваемых сил, когда модули зацепления (а следовательно, и размеры колес) для неметаллических шестерен приходится принимать по конструктивным или технологическим соображением большими, чем они получаются из расчета на сдвиг поверхностных слоев и на изгиб в опасном сечении. Неметаллические зубчатые колеса получили значительное распространение в авиационных и автомобильных двигателях, в ткацких станках и пр. [c.319]

В подавляющем большинстве случаев разрушения элементов авиационных конструкций реализуется нормальное раскрытие берегов трещины. В этом случае предельное состояние материала с трещиной может быть эффективно определено на основе (5г) -модели, в которой момент перехода к нестабильности разрушения определяется достижением критического (Ьг)к раскрытия вершины трещины [48]. [c.103]

Применительно к росту усталостных трещин в элементах авиационных конструкций процесс разрушения сопровождается пластической деформацией в пределах зоны перед вершиной трещины. Размер этой зоны в произвольном направлении в случае простого одноосного растяжения может быть определен по соотношениям (2.2) из условия достижения предела текучести материала на контуре рассматриваемой зоны следующим образом [c.103]

Представленные поправки в большинстве случаев характеризуют однопараметрическое изменение условий нагружения. К ним следует отнести в первую очередь асимметрию цикла и частоту приложения нагрузки, которая применительно к элементам авиационных нагрузок меняется в широком диапазоне. Однако в условиях эксплуатации внешнее воздействие на ВС оказывается комплексным и многопараметрическим. В связи с этим необходимо учитывать именно синергетическую ситуацию влияния на поведение материала, как и в случае внешнего воздействия, также необходимо рассматривать несколько факторов, через которые учитывается реакция материала на это воздействие. Поэтому далее влияние основных параметров внешнего воздействия, одновременное изменение которых является типичным для элементов авиационных конструкций и должно быть учтено при моделировании кинетики усталостных трещин, будет рассмотрено после введения еще одной характеристики в кинетические уравнения (5.63) — фрактальной размерности. [c.254]

Титановые сплавы. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью по отношению к воздействию окружающей среды, и поэтому роль частоты нагружения, так же, как и выдержка под нагрузкой, в значительной мере определяется состоянием материала или его свойствами сопротивляться росту трещин при переменных условиях температурно-скоростного нагружения. Применительно к авиационным конструкциям следует отметить, что все многообразие разрушений титановых сплавов происходит при близких физико-механических характеристиках материала, которые регламентированы технологическим циклом изготовления той или иной детали. Следует оговориться, что речь не идет о ситуациях, когда разрушение материала в эксплуатации явилось следствием наличия в нем дефектов типа альфирован-ных, газонасыщенных или иных зон с измененными свойствами, в том числе с иными физико-меха-ническими характеристиками в дефектных зонах. [c.359]

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]

Выполненный анализ статистических данных по разрушению дисков компрессоров из титановых сплавов показал, что распределение их долговечности может иметь три максимума по числу возникающих случаев при возрастающей наработке (см. предыдущую главу). Первый максимум определяют вносимые в материал дефекты при изготовлении дисков, второй — специфическое поведение материала дисков, обладающего чувствительностью к условиям нагружения дисков в эксплуатации, третий — собственно исчерпание долговечности дисков, которую они могут реализовать в нормальных условиях эксплуатации. Таким образом, статистически однородные процессы накопления повреждений в элементах авиационных конструкций, повторяющиеся от полета к полету, могут быть охарактеризованы устойчивыми законами распределения повреждений (трещин). Причем число максимумов случаев будет зависеть от числа причин, по которым реализуется накопление повреждений в отдельных группах однотипных элементов конструкций. Отсутствие же статистически отчетливой картины распределения долговеч- [c.567]

Совершенно иные критерии существуют для грузовых автомобилей. Внешний вид здесь не доминирует гораздо более важным является возврат капиталовложений. Скорость возврата зависит от затрат на приобретение автомобиля, его эксплуатационных расходов, долговечности, полезной нагрузки, времени простоя и затрат на ремонт. По совокупности этих факторов пластик, упрочненный стекловолокном, наиболее выгодный материал. Вполне вероятно, что потребители будут отдавать предпочтение упрочненным пластикам, исходя из опыта его эксплуатации в других изделиях. Например, стеклопластик хорошо зарекомендовал себя в катерах и яхтах, рыболовных удилищах. Кроме этого, широкое использование композиционные материалы нашли в авиационно-космической технике. В связи с этим можно ожидать, что по мере установления стандартов на материал, накопления опыта его [c.17]

Вследствие определяющего влияния затрат на оборудование при производстве мелкосерийных грузовиков большинство деталей кабины, выполненных из металла, изготовляются на простом оборудовании, поэтому большинство деталей имеют плоские либо несложной кривизны поверхности и прямые линии. Умеренная стоимость оборудования для производства деталей из упрочненных пластиков позволяет рассматривать материал как вполне пригодный для изготовления необходимых в ряде случаев более сложных деталей кабин, таких, как цилиндрические панели, панели фар, крылья, козырьки крыши. Для крепления их с металлом обычно используют соединения либо клеевые, либо с помощью металлических заклепок. Такого рода соединения хорошо зарекомендовали себя в изделиях авиационно-космической техники. [c.25]

Существуют определенные препятствия на пути успешного и широкого применения композиционных материалов в авиационной технике. Одна из них — привычка конструкторов использовать металлы (преимущественно алюминиевые сплавы) практически во всех случаях. Дело в том, что металлы являются, по существу, изотропными гомогенными материалами, предоставляющими конструктору определенные гарантированные свойства. Выбор металла для конструктора зависит от конкретного комплекса факторов внешней среды и эксплуатации, воздействие которых будет испытывать проектируемый самолет. Конструктор может быть почти полностью независим от материаловеда, и наоборот. Композиционные материалы угрожают аннулировать это чисто дисциплинарное разделение, так как ни конструкция, ни материал не существуют до тех пор, пока не созданы деталь или элемент конструкции. Конструктор должен хорошо знать как конструкцию, так и материалы, более того, необходимо третье искусство — аналитическое, для того чтобы трактовать усложненное математическое представление напряжений в композиционном материале. [c.64]

Как правило, требуемый срок службы летательных аппаратов в авиационной технике значительно выше, чем в космической. В прошлом космические аппараты предназначались для разового использования. Основные силовые нагрузки оказывались на конструкцию в течение первых минут при старте, а основные термические нагрузки имели место либо на старте, либо при входе в плотные слои атмосферы (в случае возвращения аппарата). Деградацию материала под действием повторяющихся нагрузок (усталость) или постоянной нагрузки при повышенной температуре (ползучесть) можно было серьезно не учитывать. Таким образом, до последнего времени в космической технике практически игнорировались принятые в авиастроении понятия срока службы, продолжительности безотказной работы и остаточной прочности. [c.96]

Уже с самых ранних дней развития цивилизации, когда нельзя было найти единого материала для удовлетворения необходимых потребностей, использовались композиционные материалы. Комбинирование двух или более материалов но их физическим свойствам для образования улучшенного композиционного материала проводилось экспериментально и в соответствии с накопленным опытом. И только недавно, когда возникла необходимость в создании более прочных, жестких и легких материалов, в основном для авиационной промышленности, ученые и инженеры начали вести интенсивные исследования в области современных волокнистых композиционных материалов. Усилия, направленные на получение желаемых конструкционных материалов, были распределены между многими группами ученых и инженеров, работающими в разных направлениях. Некоторые разрабатывали новые [c.267]

Структурные изменения материала характерны для деталей, работающих в условиях повышенных температур, значительных напряжений, окислительных и агрессивных сред и т. д. Это детали авиационных двигателей, энергетических силовых установок, химическая аппаратура и т. д. Влияние этих факторов, как правило, по-разному сказывается на состоянии материала ио-верхностного слоя и сердцевины. [c.178]

Все перечисленные факторы обусловливают температурный порог, выше которого материал использован быть не может. Смещение температурного порога позволяет повысить эксплуатационные характеристики, например тягу авиационного двигателя. [c.155]

Несуш,ая способность конструкций зависит также от температурных режимов и длительности воздействия силовых и тепловых нагрузок. Длительное воздействие таких нагрузок сопровождается явлениями кратковременной или длительной ползучести материала. Для некоторых конструкций (например, авиационных) к изменению физических свойств материала могут приводить акустические нагрузки (особенно ультразвукового диапазона). [c.41]

Научно-исследовательская работа по коррозии велась во Всесоюзном инст жгу]те авиационных матер[иалов, Научно-исследов[атслъском] институт о химич[ ското машиностроения и в Институте физической химии АН СССР. [c.563]

Правильное решение всех этих вопросов обеспечивает большую экономию материала втранспортном,сельскохозяйственном и химическом машиностроении, в автомобильной и авиационной промышленности, в легкой промышленности, производящей такие изделия, как обувь, эдежда и т. д. [c.341]

В сплошных валах часть материала, расположенная вблизи оси, малонагружена. Поэтому часто она совершенно удаляется, что приводит к значительному снижению веса вала. Так, при равной прочности, т.е при одинаковых значениях Wp, полый вал с отношением диаметров а = djd = 0,8 получается вдвое легче сплошного. Вот почему валы всех авиационных двигателей, для которых выигрыш в весе имеет весьма большое значение, делают полыми. [c.53]

Основными требованиями, предъявляемыми к конструкционным металлам и сплавам являются прочность и пластичность, высокие упругость и износостойкость, жаростойкость и жаропрочность, стойкость к криогенным температурам, высокая коррозионная стойкость, стойкость к тепловым ударам и перегрузкам, технологичность, стойкость к радиационому облучению, экономичность. Непременным требованием, предъявляемым ко всем авиационным материалам, является их высокий коэффициент качества, т. е. отношение величины данной характеристики материала к плотности. [c.261]

Предел длительной прочности характеризуется напряжением, вызывающим разрушение материала за заданный срок т при данной температуре t. Срок службы деталей паровых турбин т = 10 ч соответственно используется величина Для лопаточного аппарата судовых газовых турбин т = Юн-20 тыс. ч (менее — в ГТД авиационного типа). Предел длительной прочности служит основной характеристико11 в расчетах деталей при повышенных температурах. [c.273]

Так, на рис. 30, а и б приведены вероятностные характеристики прочности (предела прочности Qg) для авиационного алюминиевого сплава АМГ6Н и тол"щины стенок А фасонных профилей [23]. Как видно из гистрограмм, эти показатели имеют дисперсию и при аппроксимации нормальным законом оцениваются математическим ожиданием М и средним квадратическим отклонением or. Хотя материал и размеры сортамента и удовлетворяют техническим условиям, рассеивание данных показателей окажет влияние на ход процесса старения (например, на развитие усталостных трещин), и каждая реализация процесса будет отражать конкретные значения начальных параметров данного изделия. [c.113]

Критерием правомерности использования той или иной субъективной системы отбора фактов служит практика. Поэтому в предлагаемой книге впервые представлен обширный, систематизированный материал 30-летних исследований элементов авиационных конструкций, в результате которых вьшвлены общие закономерности роста трещины, что позволило на практике реализовать принцип безопасной эксплуатации воздушных судов (ВС) с развивающимися усталостными трещинами. [c.17]

Упрочняющая поверхностная обработка деталей является одним из способов увеличения периода зарождения трещин при циклическом нагружении различных элементов конструкции. При такой обработке создаются остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое материала, что приводит к существенному повышению длительности периода зарождения усталостных трепщн в элементах авиационных конструкций. Это типичная ситуация для поверхности стоек шасси ВС, изготавливаемых из высокопрочных сталей, и лонжеронов лопастей несущих винтов вертолетов, изготавливаемых из алюминиевого сплава АВТ и стали ЗОХГСА. Поверхностная обработка влияет на перераспределение соотношения между длительностями периода распространения трещины и долговечностью. [c.65]

Переход к разрушению элементов авиационных конструкций на заключительной фазе развития усталостной трещины может быть осуществлен в широком диапазоне температурно-скоростных условий нагружения. Возможны разнообразные ситуации по интенсивности напряженного состояния материала в зоне страгивания трещины применительно к широкому классу конструкционных материалов на основе железа, титана, алюминия, магния и никеля. Поэтому в условиях эксплуатации могут быть достигнуты ситуации с минимально реализованной вязкостью разрушения вплоть до межзеренного проскальзывания или, напротив, может произойти высокопластичное разрушение, в котором сочетаются процессы внутризе-ренного скольжения и межзеренной ползучести. Вся совокупность реализуемых таким образом ситуаций в условиях эксплуатации должна рассматриваться с единых энергетических позиций с привлечением карт или диаграмм областей устойчивого поведения материала [40-42]. [c.97]

Тем не менее значение КИН также необходимо знать, поскольку существует другая задача в анализе кинетики роста усталостных трещин в эксплуатации, которая относится к определению уровня напряжения. Именно при решении этой задачи возникает вопрос о том, какой именно уровень и какого напряжения определяется на основе анализа параметров рельефа излома. Реализованный процесс представляет собой реакцию материала на внешнее воздействие и поэтому является некоторой интегральной характеристикой поведения среды — металла — на всю совокупность параметров внешнего воздействия, выразившуюся в продвижении трещины на ту или иную величину на рассматриваемой ее д.иине. В такой постановке задачи изучение процесса развития усталостных трещин в элементах авиационных конструкций осуществляют рассматривая металл как некоторую открытую систему, которая в процессе распространения в ней усталостной трещины производит непрерывный обмен энергией с окружающей [c.187]

Таким образом, развитие усталостной трещины происходит путем упорядоченной последовательности переходов усталостной трещины от одних величин возможных приращений к другим в соответствии с последовательностью дискретных переходов в изменении напряженного состояния материала перед фронтом трещины у верщины каждого мезотуннеля. Закономерность смены напряженного состояния характеризует последовательность коэффициентов интенсивности напряжений. Связь между указанными переходами и возможные величины самих приращений трещины для сплавов на основе алюминия полностью заданы соотнощениями (4.42). Тем не менее, не определено местоположение самой кинетической диаграммы относительно величин коэффициентов интенсивности напряжения. Иными словами, не определен вид и значения управляющих параметров системы, которые устанавливают возможность единого кинетического описания процесса распространения усталостных трещин в металлах и сплавах на любой основе. Поэтому перейдем к построению единой кинетической кривой для металлических материалов на различной основе, используемых для изготовления элементов авиационных конструкций. [c.229]

Применительно к магниевым сплавам, из которых изготавливают несиловые элементы авиационных конструкций, усталостные разрушения на воздухе деталей в условиях эксплуатации сопровождаются сильным окислением излома. Исследования этих сплавов на воздухе и в вакз ме показали, что усталостные бороздки формируются в изломе магниевых сплавов в вакууме, тогда как на воздухе они не формируются [139-141]. Этот эффект обусловлен тем, что процесс окисления материала на воздухе даже без активного воздействия на материа.л в вершине трещины продуктов распада в виде кислорода, водорода и прочее вызывает резкое изменение механизма разрушения. Отсутствие окислительной среды позволяет реализовать процесс ротационной пластической деформации при развитии трещины, что приводит к формированию усталостных бороздок в вакууме. [c.390]

В процессе эксплуатации авиационных ГТД случаи малоциклового усталостного разрушения двухфазных титановых дисков разных ступеней компрессоров имеют повторяющийся характер. Отличительной особенностью эксплуатационных разрушений титановых дисков в области МЦУ является возможность раздельной или совместной реализации при одинаковых условиях нагружения вязкого внутризеренного и хрупкого межсубзерен-ного механизма разрушения материала с формированием соответственно бороздчатого и фасеточного рельефа излома. При этом кинетические параметры разрушения, характеризующие рост трещины при реализации только одного механизма, могут изменяться от диска к диску в несколько раз, а при разных механизмах интервал наблюдаемых скоростей даже в пределах одного диска может достигать порядка и более. При таком разнообразии возможных реакций титановых сплавов на однотипное внешнее воздействие при оценках длительности эксплуатационных разрушений дисков главное значение приобретает точность определения соответствия того или иного числа элементов излома в виде усталостных бороздок одному ПЦН. [c.477]

Повышение требований к параметрам и стремление к снижению веса авиационных ГТД обусловили усиление термической и механической напряженности их деталей, в том числе и дисков турбин. Особенности применяемых на некоторых типах ГТД конструкций дисков турбин (наличие центрального отверстия, расположение крепежных отверстий в напряженной зоне ступицы) приводят к тому, что материал дисков — ЭИ698ВД в зонах концентрации напряжений у отверстий работает в упругопластической области. При этом температурный режим диска в зоне крепежных отверстий является относительно умеренным. В связи с этим для таких дисков влияние процесса ползучести в наиболее напряженных зонах невелико, а основным фактором, определяющим долговечность дисков, являются процессы малоцикловой усталости материала в районе крепежных отверстхп . [c.541]

Борные волокна позволили получить первый истинно композиционный материал для авиационно-космической техники. Преимущества борных волокон состоят не только в том, что они обладают высокими показателями удельных механических свойств, но и в том, что их использование возможно в сочетании как со связующими, ранее разработанными для стеклопластиков, так и с алюминием. Поскольку авиационные конструкции обычно проектируются с учетом требований как по жесткости, так и по прочности, композиционные материалы на основе борных волокон эффективнее использовать в тех агрегатах, в которых малые деформации должны сочетаться с высокой прочностью. Борное волокно пока еще относительно дорогой материал, хотя его стоимость не столь велика, как указывается в некоторых источниках. Пауэрс [16], например, считает, что цена борного волокна до некоторой степени зависит от уровня цен и технологии получения других волокон. Относительно высокий спрос и усовершенствование процессов изготовления могли бы обеспечить снижение цены на борное волокно до 110 доллар/кг. [c.46]

Снелл [14] (Королевский авиационный центр, Фарнборо, Англия) провел усталостные испытания полиэфирной смолы, армированной параллельными волокнами типа I. Из-за очень низкой межслойной сдвиговой прочности его материала (примерно 13 Н/мм ) он получил при циклическом трехточечном изгибе усталостную прочность 680 Н/мм . В результате различий в экспериментальных методиках усталостная прочность была немного выше статической. [c.367]

В настоящее время, по-видимому, еще недостаточно материала для формулирования критериев прочности и рекомендаций методов расчета на термоусталость, справедливых для всех отраслей машиностроения, как это сделано, например, в области механической усталости. Причиной этого являются два обстоятельства большое различие свойств материалов, используемых в разных отра,слях ( на1при1мер, в авиационной технике и в металлургии) и, кроме того, значительно более сложный вид на-грулгения материала при термоусталости, включающий в каждом цикле чередование процессов холодного наклепа и,высоко- [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...