Обґрунтування параметру пошкоджуваності плакованих конструкційних алюмінієвих сплавів, який кількісно визначає насиченість поверхні плакуючого шару ознаками мікропластичної деформації. Визначення моделей накопичення пошкоджень авіаційних конструкцій.
Актуальність теми визначається відсутністю достатньо надійних інструментальних методів визначення накопиченого втомного пошкодження і залишкового ресурсу елементів обшивки літаків цивільної авіації. Технологічна складність багатьох існуючих інструментальних методів визначення накопиченого втомного пошкодження, недостатня точність і надійність обмежують їх використання в практичних цілях. Дослідження показали, що інкубаційна стадія накопичення втомного пошкодження в багатьох випадках також має візуальні ознаки, які визначають можливість як якісної, так і кількісної оцінки накопиченого втомного пошкодження. Аналіз умов навантажування сучасних літаків цивільної авіації, існуючих методів оцінки накопиченого втомного пошкодження, особливостей втомного пошкодження авіаційних конструкційних матеріалів, результати попередніх досліджень втоми, які проводились в Національному авіаційному університеті, дозволили сформувати новий підхід до вирішення проблеми кількісної оцінки накопиченого втомного пошкодження елементів авіаційних конструкцій. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: - Показано, що в результаті циклічного навантажування на поверхні плакуючого шару конструкційних алюмінієвих сплавів формується і розвивається деформаційний рельєф, інтенсивність якого вказує на рівень накопиченого втомного пошкодження.Показано, що різноманітність підходів до проблеми визначення накопиченого втомного пошкодження, методів і методик є обєктивною потребою, яка обумовлена складністю спектрів навантаження елементів авіаційних конструкцій, різноманітністю конструкційних матеріалів, наявністю впливу додаткових зовнішніх факторів. Розвиток смуг ковзання на поверхні багатьох чистих металів і деяких сплавів спостерігався вже в ранніх дослідженнях процесу втоми. Проте, відсутність смуг ковзання на поверхні алюмінієвих сплавів систем Al-Cu-Mg (сплави Д-16, 2024 Т3), Al-Zn (сплави В-95, 7075 Т6) не дозволили розглядати щільність смуг ковзання і їх геометрію в якості кількісних діагностичних параметрів зазначених конструкційних матеріалів. Наявність плакування, тобто шару чистого алюмінію на поверхні таких сплавів, змінює ситуацію: смуги ковзання спостерігаються при циклічному навантажуванні в діапазоні напружень, які відповідають експлуатаційним умовам навантажування конструкції літака. У розділі 4 показано, що оцінка залишкового ресурсу елементів авіаційних конструкцій може виконуватися за допомогою регресійних моделей вичерпання ресурсу, які базуються на результатах моніторингу пошкодження в процесі циклічного навантажування, представлено послідовність операцій по реалізації методу кількісної оцінки залишкового ресурсу елементів авіаційних конструкцій по стану поверхні плакуючого шару, наведено приклад використання методу для діагностики стану елементів реальних авіаційних конструкцій, зокрема клеєварних зєднань конструкції літака Ан-24, розглянуто результати спостереження деформаційного рельєфу поверхні плакованого алюмінієвого сплаву Д-16АТ при статичному і програмному навантажуванні.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Список литературы
1. Карускевич О.М., Карускевич М.В. Мониторинг деградации прочности авиационных конструкций с помощью монокристаллических индикаторов // Проблемы системного подхода в экономике:Сб.научн.тр. - К.: КМУГА, 2000. - Вып. 4. - С. 96 -100.
Здобувачем проведено аналіз існуючих методів оцінки накопиченого втомного пошкодження. Проведено експериментальне дослідження впливу кількості циклів навантаження на щільність смуг ковзання в монокристалах при їх циклічному навантаженні.
2. Карускевич О.М., Карускевич М.В., Шевченко О.А., Пантєлєєв О.В., Боженко Є.П. Орієнтаційна залежність кінетики тріщин втоми в кристалітах алюмінієвого сплаву // Вестник НТТУ КПИ. Машиностроение. - 2001. -
№ 40. - С. 110 - 117.
Здобувачем проведено експериментальне дослідження процесів формування і розвитку втомних тріщин в окремих кристалітах алюмінієвого сплаву. Отримано кінетичні криві розповсюдження втомних тріщин.
Здобувачем експериментально досліджено процес формування і розвитку деформаційного рельєфу поверхні. Проведено регресійний і кореляційний аналіз результатів експерименту.
5. Карускевич О.М., Игнатович С.Р., Карускевич М.В. Эволюция поврежденности сплава Д-16АТ у концентратора на стадии до зарождения усталостной трещины // Авиационно-космическая техника и технология. Журнал Национ. аэрокосм. ун-та им.Н.Е.Жуковского ХАИ. - 2004. - № 4(12). - С. 29 - 32.
Здобувачем проведено експериментальне дослідження деформаційного пошкодження поблизу концентратора напружень. Теоретично визначено розподіл напружень поблизу отвору. Проведено моніторинг втомного пошкодження.
Здобувачем адаптовано метод оцінки залишкового ресурсу по параметрах деформаційного рельєфу апробовано для визначення втомного пошкодження елементів конструкції літака АН-24.
7. Karuskevich O.M., Maslak T.P., Zhang Zhao Hui. Deformation roughness under cyclic and static loads // Proceedings of NAU. - 2005. - № 2(24). - P. 68 - 71.
Здобувачем проведено експерименти, які довели можливість кількісної оцінки деформаційного пошкодження як при циклічному, так і при статичному навантаженні.
8. Карускевич О.М. Влияние уровня напряжений на развитие деформационного рельефа // Вестник двигателестроения. - 2005. - № 2. - С.79 - 83.
9. Деклараційний патент на корисну модель № 3470 “Спосіб визначення залишкового ресурсу елементів конструкцій за станом деформаційного рельєфу поверхні плакуючого шару” / Ігнатович С.Р., Карускевич М.В., Карускевич О.М. - 15.11.2004, Бюл. № 11.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.02.09 - Динаміка та міцність машин. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.
Дисертація присвячена розробці методу прогнозування залишкового ресурсу елементів авіаційних конструкцій.
Встановлено, що в результаті дії циклічного навантажування в широкому діапазоні режимів навантажування, на поверхні плакуючого шару конструкційних алюмінієвих сплавів формується і розвивається деформаційний рельєф, інтенсивність якого вказує на рівень накопиченого втомного пошкодження і залишковий ресурс елемента конструкції, що досліджується. Для кількісної характеристики рельєфу може бути застосований параметр пошкодження, який визначається як відношення площі поверхні з ознаками деформаційного пошкодження до площі поверхні, де ознаки локалізованої деформації відсутні.
Для виконання автоматизованого обчислення параметра пошкодження розроблено інструментальну базу і програмне забезпечення. Процес еволюції параметра пошкодження в процесі втоми може бути описаний регресійними рівняннями ступеневого типу.
У певному діапазоні режимів навантажування залишковий ресурс може бути визначений відповідно до значення параметра пошкодження, незалежно від рівня діючих напружень. Це відкриває можливість застосування методу і в умовах дії нерегулярного циклічного навантажування.
