ВПЛИВ ЛОКАЛЬНОЇ ВТОМНОЇ ПОШКОДЖУВАНОСТІ НА ШВИДКІСТЬ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ТРІЩИН
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.2(83).13692Ключові слова:
втомна тріщина, деформаційний рельєф, параметр пошкодження, інкубаційна стадія, швидкість розповсюдження тріщиниАнотація
Впровадження в авіації принципу допустимого пошкодження передбачає знання закономірностей розвитку дефектів, в тому числі втомних тріщин.
Стадії розвитку тріщини передує накопичення пошкоджень, яке супроводжується еволюцією ряду фізико-механічних характеристик. Експериментально доведено, що деформаційний рельєф поверхні, що формується в результаті дії циклічного навантажування, може розглядатися як кількісний показник накопиченого втомного пошкодження. До конструкційних сплавів, які демонструють формування та розвиток деформаційного рельєфу, відносяться відомі алюмінієві сплави Д16АТ, В95, 2024Т3, 7075Т6. Деформаційний рельєф на поверхні зазначених матеріалів досліджувався методами оптичної та сканувальної мікроскопії, профілометрії, та іншими сучасними методами дослідження фізико-механічних характеристик металів. Втомна тріщина формується в зоні концентрації напружень, наприклад біля отвору під заклепку. На час виникнення тріщини впливають різні фактори, в тому числі випадкові. При цьому, локальне втомне пошкодження в зоні формування тріщини може бути різним. У зв’язку з цим досліджується зв'язок швидкості розповсюдження тріщини з рівнем локального втомного пошкодження. В якості кількісної характеристики накопиченого втомного пошкодження використовується параметр насиченості деформаційного рельєфу, який обчислюється як відношення площі поверхні з ознаками мікропластичної деформації до загальної площі поверхні, що контролюється за допомогою оптичного мікроскопу. Ділянка спостереження не перевищує площу кола діаметром 0.3 мм. У результаті проведення втомних випробувань було встановлено тісний кореляційний зв'язок між насиченістю деформаційного рельєфу поблизу концентратору напружень та швидкістю її розповсюдження. Цей зв'язок найбільш вагомий на початковій стадії руйнування, яка є найбільш тривалою. Таким чином, локальна пошкоджуваність, накопичена на стадії формування втомної тріщини, визначає її подальше розповсюдження.
Посилання
Басов В.Н. Типизированная программа нагружения крыла тяжелого транспорт-ного самолета / В.Н.Басов , Г.И.Несторенко , Г.И.Стрижиус // Труды ЦАГИ. Выпуск 2642. –2001.–С.26–34 .
Броек Д. Основы механики разрушения / Д. Броек– М.: Высшая школа, 1980–368 с.
Пат. 3470 Україна, МПК G 01 N 3/32. Спосіб визначення залишкового ресурсу елементів конструкцій за станом деформаційного рельєфу поверхні плакуючого шару / Ігнатович С. Р., Карускевич М. В., Карускевич О. М.; заявник та патентовласник Націо-нальний авіаційний університет. – № 2004031792; заявл. 11.03.04; опубл. 15.11.04, Бюл. № 11.
Карускевич М.В. Неруйнівний контроль втомного пошкодження алюмінієвих конструкційних сплавів / М.В.Карускевич, А.М.Овсянкін, Т.П.Маслак, С.В.Щепак // Тео-рія і практика неруйнівного контролю металів і конструкцій. Львів.Збірник наукових праць .– 2008–Випуск 13.– С.266-271.
Карускевич М.В. Оцінка довговічності плакованих алюмінієвих сплавів при аси-метричному циклічному навантаженні / М.В.Карускевич, А.Д.Погребняк, Т.П.Маслак, С.В.Щепак // Вісник Національного авіаційного університету. – 2009. - № 2. – С. 52-56.
Karuskevich M. Non destructive optical method under full-scale aircraft testing as a method of fatigue life prediction / M.Karuskevich, T.Maslak ,S.Shcheрak // Aviation in the XXI-st Century” [«Safety in Aviation and Space Technologies»]- 2010: the 4 world congress, 21-23 September 2010. – K., 2010. - P.13.21-13.24.
Karuskevich M. Exstrusion / intrusion structures as quantitative indicators of accumu-lated fatigue damage / M.Karuskevich, O.Karuskevich, S.Shcheрak // XV-ICMFM – 2010: XV intern. colloquium “Mechanical Fatigue of Metals”, 13-15 September 2010.: abstract. – Opole, Poland, 2010.– P. 27.
Карускевич М.В. Вимоги до діагностичних параметрів при неруйнівному контролі втоми еле-ментів авіаційних конструкцій / М.ВКарускевич, О.Ю.Корчук, С.В.Щепак А.А.Капустинський // Вісник Національного авіаційного університету. – 2011. – № 2. – С. 110 – 114.
Карускевич М.В. Методологія визначення відпрацювання ресурсу літальних апа-ратів за параметрами деформаційного рельєфу поверхні конструктивних елементів: ди-сертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук / Карускевич Михайло Віталійович. – Київ–2012.– 305 с.
