Принципы живучести, методы и эксперименты, применяемые в конструкции современных больших транспортных самолетов для соответствия принятым нормам FAA/JAA

• Автор: Шмидт, Ганс-Юрген
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил

Благодарность
Когда я начал карьеру в 1965 году на Эйрбасе в Германии на прежнем Flugzeugbau GmbH в Гамбурге, конструкции самолета проектировались согласно требованиям принципов безопасного ресурса и безопасного разрушения. В то время нас было три инженера в группе усталости, начинающей разрабатывать концепции, методики, методы и компьютерные программы для расчета сложных конструкций самолета как HFB 320 и Transall С160. В последующие годы изменение Норм летной годности потребовало более сложных и тонких методов и программ, которые были разработаны для прогнозирования образования усталостных трещин, роста трещин и остаточной прочности, для сертификации и поддержания летной годности конструкций, изготовленных в Германии для всех моделей Эйрбас от A300 до А380.
Эта диссертация описывает основные концепции, методики и методы, разработанные в области усталости и допустимости повреждений для настоящих и будущих конструкций. Я отвечал за эти разработки, начиная с 1969, как глава группы и с 1978 в качестве главы отдела. Существующее состояние не было бы достигнуто без непрерывной поддержки нашего управления в течение больше, чем 35 лет, полной энтузиазма и новаторства работы моих коллег в отделе усталости и допустимых повреждений и самых ценных дискуссиям и сотрудничества с экспертами из университетов, институтов, других изготовителей самолета и других отделений Эйрбас.
Особая благодарность моим первым двум коллегам в Гамбургском Flugzeugbau, помогавшим делать мне первые шаги в мире усталости - профессору Бачаруддину Джусуфу Хабиби и Огузу Гегколю. Большое спасибо также нескольким экспертам, которых я встретил во время конференций, симпозиумов, в комитетах, во время сертификаций и т.д. Моя особая
благодарность Тому Свифту (FAA), Ал Шумейкеру (Локхид), Айри
Енгебройеру (Фокер), доктору Ульфу Горансону (Боинг), Амосу Хоггарду
(Дуглас), Профессору Джаахту Схайве (технический Университет Delft), Профессору Джону Бристоу (FAA), доктору Джеку Линкольну (ВВС США) и Обри Картер (Авиалинии Дельта).
Большое спасибо профессору Анатолию Зотову (МАИ) и профессору Григорию Нестеренко (ЦАГИ) за предоставленную мне возможность выполнить эту работу во всех аспектах.
Особая благодарность моей жене Бианке за всю техническую и
конструктивную поддержку в течение более 20 лет в отделе усталости и допустимости повреждений, и в межнациональной области Metal Design Principles. Эта диссертация не была бы закончена без ее значительной
поддержки.
Наконец, я хочу поблагодарить переводчика за подготовку русской версии этой диссертации.
Содержание
Благодарность Введение Список символов Список индексов Список обозначений
1. Введение
1.1 Общие дели при разработке конструкции перспективного транспортного самолета
1.2 Роль дисциплины механики конструкции
2. Основные Нормы летной годности
2.1 Конструкционные нормы
2.2 Интерпретация требований по усталости и допустимости повреждений
3. Критерии проектирования и их применение в производстве
3.1 Критерии проектирования
3.1.1 Итерационный процесс при проектировании
3.1.1.1 Нормы, проектные цели и стандарты
3.1.1.2 Данные по материалам
3.1.1.3 Детали конструкции
3.1.1.4 Окружающая среда
3.1.1.5 Производство
3.1.1.6 Временная характеристика нагружения 3
3.1.1.7 Неразрушающий метод контроля (N01)
3.1.2 Критерии конструкции
3.2 Цели промышленности
3.3 Применение в производстве конструкции, спроектированной по принципу допустимости повреждений
3.3.1 Конструкция безопасного ресурса
3.3.2 Однопутное нагружение - допустимость повреждения
3.3.3 Конструкция многопутного нагружения
3.4 Подробные критерии проектирования для панелей фюзеляжа и
высоко нагруженного панельного соединения
Самый последний проект правил [3] содержит следующее требование для SDC:
( F) способность Конструкционного повреждения.
) Кроме того, как отмечено в подпараграфе / (2), для конструкции, оцененной в соответствии с требованиями допустимости повреждений параграфа (Ь) этого раздела, нужно показать расчетом,
подтвержденным испытаниями, что конструкция способна
выдерживать нагрузки, указанные в параграфах с (Ь) (1) по (Ь) (6) этого раздела, при наличии эквивалента повреждения:
I Полное разрушение любого одного элемента, или
П. Частичное разрушение между особенностями сдерживания
повреждения, которые значительно тормозят или останавливают рост трещины
2) Для конструкции однопутного нагружения, намерение требования SDC должно быть достигнуто посредством демонстрации медленного роста трещин, верхней границы начала осмотров от 50 % DSG и учета качества методов контроля, используемых при изготовлении. Требование для верхней границы начала осмотров 50 % DSG может быть расширено
на основании рационального анализа, который одобрен
Администратором.
Большинство типов самолета самого нового поколения, например Боинг 777 и Эйрбас А380, в действительности превышают предстоящие требования, то есть общая конструкция фюзеляжа способна нести нагрузку при наличии так называемой " двухпролетной трещины " в обоих ( продольном и окружном направлениях).