Probabilistic analysis of processes of accumulation of damages at the action of the static and cyclic loadings

Authors

  • Н.С. Кулик National Аviation University
  • А.Г. Кучер National Аviation University
  • В.Е. Мильцов National Аviation University

DOI:

https://doi.org/10.18372/2306-1472.42.1808

Keywords:

descriptions of durability’s reliability, difficult tense state, endurance, multicomponent ladening, methods of accumulation of damages, probabilistic models of damaged, protracted durability

Abstract

 Difficult character of cooperation of constructive elements with environment, and also among themselves, the casual nature of durability of materials and service conditions of engines demand in calculations on durability of application of probabilistic methods of the analysis and use of indicators of the theory of reliability. In-process created and grounded probabilistic approach to the durability’s reliability of elements of constructions of GTE analysis. The methods of probabilistic description of characteristics of durability of materials of details and probabilistic estimation of static and cyclic damaged of the controlled details are developed for a flight cycle. The probabilistic approachs are explored to the calculation of long-statical, high- and low-cyclic tireless damaged of details of engines and accumulated damaged on the basis of methods of the linear and nonlinear summation of damages as sums of independent and dependent casual sizes, casual sequences and casual processes. As a result, it is possible to estimate basic probabilistic characteristics of accumulated damageability and numbers of cycles for which accumulated damageability exceeds a critical level. The methodology for estimation of resource and other indicators of operability of CE AC (GTE) according to known probabilistic characteristics of accumulated damageability is developed.

Author Biographies

Н.С. Кулик, National Аviation University

Доктор технічних наук. Професор. Заслужений діяч науки і техніки України. Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки. Ректор Національного авіаційного університету. Завідувач кафедри авіаційних двигунів Національного авіаційного університету.

А.Г. Кучер, National Аviation University

Доктор технічних наук. Професор кафедри авіаційних двигунів Національного авіаційного університету.

В.Е. Мильцов, National Аviation University

н.с.

References

Афанасьев Н.Н. Статистическая теория усталостной прочности металлов / Н.Н. Афанасьев. – К.: АН УССР, 1953. – 128 с.

Биргер И.А. Вероятности разрушения при многомерных критериях прочности / И.А. Биргер // Проблемы прочности. – 1984. – № 11. – С. 21–24.

Биргер И.А. Прогнозирование ресурса при малоцикловой усталости / И.А. Биргер // Проблемы прочности. –1985. – №10. – С. 39–44.

Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В.В. Болотин. – М.: Машиностроение, 1984. – 312 с.

Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике / В.В. Болотин. – М.: Стройиздат, 1965. – 279 с.

Ветров А.Н. Теоретические основы прогнозирования поврежденности и остаточного ресурса конструктивных элементов авиационных газотурбинных двигателей в эксплуатации / А.Н. Ветров, С.Р. Игнатович, А.Г. Кучер // Обеспечение надежности авиационных двигателей в эксплуатации: сб. науч. тр. – К.: КИИГА, 1993. – С. 20–26.

Ветров А.Н. Оценка остаточного ресурса рабочих лопаток авиационных газовых турбин по накопленной деформации ползучести / А.Н. Ветров, А.Г. Кучер // Проблемы прочности. – 1993. – №1. – С. 50–57.

Ветров А.Н. Вероятностные методы оценки остаточного ресурса конструктивных элементов авиационных ГТД в эксплуатации / А.Н. Ветров, А.Г. Кучер // Проблемы прочности. –1989. – №8. – С. 70–76.

Кулик Н.С. Энциклопедия безопасности авиации / Н.С. Кулик, В.П. Харченко, М.Г. Луцкий и др. / под ред. Н.С. Кулика. – К.: Техніка, 2008. – 1000 с.

Кордонский Х.Б. Приложения теории вероятностей в инженерном деле / Х.Б. Кордонс-кий. – М.: Изд-во физ.-мат. лит., 1963. – 435 с.

Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок / В.В. Косточкин. – М.: Машиностроение, 1976. – 248 с.

Хазов Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования / Б.Ф. Хазов, Б.А. Дидусев. – М.: Машинострое-ние, 1986. – 224 с.

Моделирование объединения рассеянных поверхностных трещин. Сообщ. 1. Вероятностная модель объединения трещин / С.Р. Игнатович, А.Г. Кучер, А.С. Якушенко, А.В. Башта // Проблемы прочности. – 2004. – № 2. – С. 21–32.

Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность / Н.А. Махутов. –М.: Машиностроение, 1981.– 271 с.

Кучер А. Г. Аналитический метод расчета вероятностных характеристик накопленной поврежденности и числа циклов до разрушения в деталях ГТД / А.Г.Кучер // Оценка технического состояния авиационных ГТД в процессе эксплуатации. – К.: КИИГА, 1986. – С. 62–71.

Кучер А. Г. Модель вероятностного суммирования повреждений при различных законах распределения повреждаемостей за полетный цикл / А.Г. Кучер // Надежность и долговечность деталей и узлов авиационной техники: сб. науч. тр. – К.: КИИГА, 1986. – С. 41–44.

Кучер А. Г. Прогнозирование ресурса машин на основе нелинейных вероятностных моделей суммирования повреждений / А.Г. Кучер // Методы и средства контроля технического состояния авиадвигателей. – К.: КИИГА, 1989. – С. 86–100.

Кучер А.Г. Вероятностная оценка накопленной поврежденности и ресурса деталей ГТД при различных законах распределения параметров нагруженности и прочности материала / А.Г. Кучер // Эксплуатационная надежность авиационных газотурбинных двигателей: межвуз. сб. науч. тр. – К.: КИИГА, 1989. – С. 99–111.

Кучер А.Г. Вероятностные модели поврежденности деталей ГТД за полетный цикл / А.Г. Кучер // Техническое диагностирование авиационных двигателей: межвуз. сб. науч. тр. – К.: КИИГА, 1987. – С. 51–61.

Кучер А.Г. Оценка и прогнозирование ресурса на основе нелинейных вероятностных моделей суммирования повреждений / А.Г. Кучер // Вопросы совершенствования технологии ремонта воздушных судов: сб. науч. тр.– К. : КИИГА, 1988. – С. 81–85.

Ветров А.Н. Вероятностно-парамет-рические модели длительной прочности конс-трукционных материалов АГТД / А.Н. Ветров, А.Г. Кучер, Н.А. Ковешников // Проблемы прочности.− 1989. – № 4. – С. 14–17.

Кучер А. Г. Вероятностное описание характеристик прочности жаропрочных сплавов / А.Г. Кучер // Диагностика и прогнозирование технического состояния авиационных ГТД: межвуз. сб. науч. тр. – К.: КИИГА, 1985. – С. 17–27.

Прогнозирование изменения функциона-льных параметров клапанов с электромагнитным приводом при выработке ресурса / А.Г. Кучер, Г.И. Зайончковский, А.Е. Ситников, и др. // Промислова гідравліка і пневматика: всеукр. наук.-техн. журн. – Винниця: ПП “ЕДЕЛЬВЕЙС”, 2004. − №3(5). – С. 10–22.

Богданом Дж. Вероятностные модели накопления повреждений / Дж. Богданом, Ф. Козин // пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 344 с.

Голубовский Е.Р. К вопросу о температурно-временной зависимости конструктивной длительной прочности / Е.Р. Голубовский, И.И. Трунин // Проблемы прочности. – 1978. – №2. – С. 33–38.

Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента: справ. / А.А Кузнецов, О.М. Алифанов, В.И. Ветров и др. // под ред. д. т. н., проф. С.О. Охап-кина. – М.: Машиностроение, 1970. – 567 с.

Угорский А.Э. О параметрических методах температурно-временной экстраполяции предела длительной прочности / А.Э. Угорский // Проблемы прочности. – 1986. – №1. – С. 40–43.

Цвилюк И.С. Параметрические методы описания и экстраполяции характеристик длительной прочности тугоплавких материалов / И.С. Цвилюк, Д.С. Авраменко // Проблемы прочности. –1985. –№12. – С. 59–63.

Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. − М.: Мир, 1981. – 516 с.

Ивахненко А.Г. Самоорганизация прогнозирующих моделей / А.Г. Ивахненко, И.А. Мюллер // К.: Техныка, 1985. − 224 с.

Ферстер Э. Методы корреляционного и регрессионного анализа: руководство для экономистов / Э. Ферстер, Б. Реец / пер. с нем. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 302 с.

Козлов Л.А. Вероятностная оценка характеристик сопротивления усталости и действующих напряжений в деталях машин в связи с расчетом на прочность при многоцикловом нагружении / Л.А. Козлов, Б.Ф. Балашов // Проблемы прочности. – 1983. – №5. – С. 59–64.

Баумштейн М.В. Прогнозирование усталостной долговечности конструкций в статистическом аспекте / М.В. Баумштейн, А.В. Прокопенко // Проблемы прочности. –1985. – №4. – С. 26–32.

Thorin O. On the infinite divisibility of the lognormal distribution / O. Thorin // Scand. Actuar. J. − 1977. – No 3. − P.121–148.

Закономерности ползучести и длительной прочности: справ. /под общ. ред.. С.А. Шестерикова. – М.: Машиностроение, 1983. – 102 с.

Кулик Н.С. Математические модели накопления повреждений и трещиностойкости при действии статических и циклических нагрузок / Н.С. Кулик, А.Г. Кучер, В.Е. Мильцов // Вісник НАУ. − 2009. − № 3. – С. 3–24.

Кучер А. Г. Определение вероятностных характеристик коэффициентов запаса прочности и выработки ресурса деталей ГТД в процессе эксплуатации /А.Г. Кучер // Проблемы оптимизации системы диагностирования авиационной техники. – К.: КИИГА, 1985. – С. 66–69.

How to Cite

Кулик, Н., Кучер, А., & Мильцов, В. (2010). Probabilistic analysis of processes of accumulation of damages at the action of the static and cyclic loadings. Proceedings of National Aviation University, 42(1), 5–39. https://doi.org/10.18372/2306-1472.42.1808

Issue

Section

MODERN AVIATION AND SPACE TEHNOLOGY