Конструктивно-технологічні методи підвищення втомної довговічності болтових з’єднань титанових елементів конструкції літака з урахуванням фретинг-корозії - Автореферат

Проектування високоресурсних конструкцій літаків мінімальної маси з урахуванням фретинг-корозії передбачає вибір раціональних геометричних параметрів елементів зрізних болтових зєднань та технології їх збирання, які задовольняють вимоги статичної міцності, регламентованої втомної довговічності та технологічності. Розроблення нових конструктивно-технологічних методів підвищення втомної довговічності зрізних болтових зєднань титанових елементів конструкції літаків з урахуванням фретинг-корозії є дуже актуальним, а опрацювання методів, що дозволяють визначити вплив конструктивно-технологічних параметрів титанових зєднань на їхню втомну довговічність і масові характеристики, має велике значення при проектуванні високоресурсних конструкцій літаків. Використання розрахунково-експериментальних методів визначення впливу конструктивно-технологічних параметрів на втомну довговічність дало змогу визначити ефективність методів підвищення втомної довговічності зрізних болтових зєднань титанових елементів конструкцій літаків. Практичне значення отриманих результатів: - експериментальні дослідження показали, що фретинг-корозія титанових деталей залежить від матеріалу шайб, величини контактного тиску та зменшує втомну міцність титанової смуги в 2-3 рази порівняно з втомною міцністю титанового сплава ВТ6 без фретинг-корозії, при цьому зменшення втомної довговічності гладких титанових конструктивних елементів, спричинене дією фретинг-корозії, становить 40 - 80 разів при максимальних напруженнях віднульового циклу 400 МПА, 400 - 750 разів при 300 МПА, 1500 - 3000 разів при 250 МПА порівняно з довговічністю гладкої смуги без фретинг-корозії; Автор провів втомні випробування і отримав аналітичні залежності для розрахунку втомної довговічності гладкої титанової смуги в умовах фретинг-корозії [1, 2, 8]; запропонував і розробив метод визначення впливу конструктивно-технологічних параметрів однозрізного болтового зєднання на розподіл контактних навантажень в зоні сполучення його елементів [3]; експериментально дослідив вплив осьової затяжки, радіального натягу, зміцнення контактної поверхні на втомну довговічність смуг з отворами та зрізних болтових зєднань з титанового сплаву ВТ6 в умовах фретинг-корозії [4, 5]; визначив конструктивно-технологічні межі для установлення болтів з радіальним натягом в зрізних болтових зєднаннях титанових елементів конструкції літака [9,10,11]; розробив метод визначення впливу радіального натягу на піддатливість і розподіл зусиль між болтами однозрізного титанового болтового зєднання [6]; розробив і реалізував методи підвищення втомної довговічності зрізних болтових зєднань з титанового сплаву ВТ6 з урахуванням фретинг-корозії [5, 7].Підкреслено вплив на втомну довговічність різних конструктивно-технологічних методів виготовлення зрізних болтових зєднань з титанових сплавів: розподіл зон інтенсивної фретинг-корозії та геометричної концентрації напружень; застосування захисного покриття; використання спеціального оброблення поверхні деталей, що підвищує зносостійкість та втомну довговічність; застосування затяжки і радіального натягу при установленні болтів в отвори зєднуваних деталей. У другому розділі розроблено розрахунково-експериментальний метод визначення впливу фретинг-корозії на втомну довговічність титанових конструктивних елементів зі сплаву ВТ6. При дослідженні втомних характеристик сплаву ВТ6 в умовах фретинг-корозії проведено кореляційний та регресивний аналіз результатів багатофакторного експерименту і визначено вплив величин контактного тиску sk, амплітуди відносних переміщень в контактній парі гладкої смуги і шайби, а також матеріалу і покриття шайби на втомну довговічність гладкої смуги. Завдяки цьому одержано на підставі формули (1) разрахунково-експериментальну залежність для визначення та прогнозування втомної довговічності гладкої смуги зі сплаву ВТ6 в умовах фретинг-корозії: (3) де N - втомна довговічність; КП - коефіцієнт, що визначає вплив матеріалу шайби і її покриття на втомну довговічність (КП = 1; 0,92; 1,14 відповідно для пар ВТ6 30ХГСА; ВТ6 Д16АТ; ВТ6 ВТ3-1). Експериментальні дослідження показали, що фретинг-корозія титанових деталей залежить від матеріалу шайб, величини контактного тиску та зменшує втомну міцність титанової смуги в 2-3 рази порівняно зі втомною міцністю титанового сплаву ВТ6 без фретинг-корозії, при цьому зменшення втомної довговічності становить 40 - 80 разів при максимальних напруженнях віднульового циклу 400 МПА, 400 - 750 разів при 300 МПА, 1500 - 3000 разів при 250 МПА.Експериментальні дослідження показали, що фретинг-корозія титанових деталей залежить від матеріалу шайб, величини контактного тиску та зменшує втомну міцність титанової полоси в 2-3 раз порівняно зі втомною міцністю титанового сплаву ВТ6 без фретинг-корозії, при цьому зменшення втомної довговічності гладких титанових конструктивних елементів, спричинене дією фретинг-корозії, становить 40 - 80 разів при максимальних напруженнях віднульового циклу 400 МПА, 400 - 750 разів при 300 МПА, 15

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ