Расчетно-экспериментальная оценка несущей способности многослойных композиционных конструкций летательных аппаратов с учетом внутренних дефектов, определенных компьютерным томографом

• Автор: Бугаков, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Глава 1. Конструктивные особенности и технология изготовления

втулки несущего винта вертолета АНСАТ

1.1. Описание конструкции, технологии изготовления и контроля качества втулки несущего винта вертолета
1.2. Определение механических характеристик материалов используемых для изготовления втулки НВ, их зависимость от технологических и метеорологических факторов

Глава 2. Оценка технических возможностей компьютерного

томографа для диагностики композиционных конструкций

2.1. Принцип работы и типовые схемы компьютерных томографов

2.2. Устройство и технические характеристики компьютерных томографов

2.3. Оценка погрешностей измерений компьютерным томографом

2.4. Анализ результатов применения компьютерной томографии для неразрушающего контроля композиционных деталей
Глава 3. Исследование дефектов многослойных композиционных конструкций ЛА путем послойной визуализации их внутренней структуры компьютерным томографом
3.1. Результаты неразрушающего контроля на компьютерном томографе втулок НВ вертолета АНСАТ

3.2. Использование компьютерной томографии для определения механических характеристик материала путем исследования его внутренней структуры
Глава 4. Методика расчета напряженно - деформированного
состояния многослойных композиционных конструкций на базе метода конечных элементов
4.1. Конечный элемент анизотропной теории упругости
4.1.1. Постановка задачи
4.1.2. Построение матрицы жесткости
4.2. Многослойный конечный элемент
Глава 5. Результаты оценки несущей способности торсиона НВ с
учетом внутренних дефектов
5.1. Расчетная схема торсиона НВ и характеристики дефектов
5.2. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния торсиона НВ с учетом дефектов при приложении нагрузок жесткостных испытаний
5.2.1. Нагружение торсиона перерезывающей силой в плоскости тяги
5.2.2. Нагружение торсиона силой в плоскости вращения
5.2.3. Нагружение торсиона крутящим моментом
Заключение
Литература.

Передовая современная техника характеризуется во всем мире постоянным ростом объемов использования полимерных композиционных материалов (ПКМ), позволяющих разработчикам достигать более совершенных технических и экономических характеристик.
Эти материалы весьма разнообразны. Их можно разделить на неармированные и армированные.
Неармированные полимеры имеют сплошную или пористую структуру, не содержащую армирующих волокон. К ним относятся резины, полиуретаны, пенопласта, полиэтилены и т.п.
Армированные полимеры представляют собой полимерную матрицу, содержащую тонкие армирующие волокна из высокопрочных материалов -стекла, углерода, органических веществ и т.п. Волокна придают материалу прочность и жесткость, матрица соединяет материал в единую структуру.
Варьирование составом и номенклатурой компонентов можно получить широкий спектр разнообразных свойств композиционных материалов:
1) высокую удельную прочность, достигающую значений, характерных для лучших сталей и титановых сплавов;
2) коррозионную стойкость и химическую инертность, достаточные для использования без применения защитных лакокрасочных покрытий в различных климатических условиях, в контакте с морской водой и рядом агрессивных химических веществ;
3) малую чувствительность к концентраторам напряжений, допускающую наличие в материале ряда технологических и эксплуатационных несовершенств структуры (пор, трещин, надрезов и др.);
4) хорошую демпфирующую способность, связанную с большим внутренним трением и свойством гетерогенного материала рассеивать энергию колебаний, что сообщает материалу повышенную по сравнению с металлами и другими гомогенными материалами стойкость к

изменяя угол обзора или ракурс, получают множество проекций или профилей тонкого слоя исследуемого объекта (рис. 2.9). Интенсивность воспринимаемого детекторами рентгеновского излучения соответствует интегральному (суммарному) линейному ослаблению по направлению излучатель - детектор, что соответствует физико-механическим свойствам материала. После полного цикла измерений по всем ракурсам объем тонкого слоя объекта разграничивается линиями сканирования на множество мелких объемов, размеры и количество которых определяются фактором коллимирования пучка и шагом движения системы «излучатель-детектор». В терминологии КТ такой малый объем принят за объемную единицу и носит название воксель (VOXEL) - аббревиатура от комбинации слов VOLUME (объем) и CELL (клетка).
Компьютерная томография в 40-50 раз чувствительнее классической рентгенографии, т.к. она лучше видит разницу в плотности объекта, а значит во столько же раз информативнее своего предка. В компьютерной томографии редко ограничиваются получением изображения одного «среза» толщиной в несколько миллиметров. Как правило, современные томографы делают не менее 10 срезов толщиной около 1 мм, и выполняются они с различным шагом (обычно в несколько миллиметров). Для ориентации в расположении полученных слоев относительно исследуемого объекта сразу же делается обзорный цифровой снимок всей изучаемой области (рентгенограмма), на которой обычно и отображаются различные слои.
Используя цифровые компьютерные технологии, можно легко масштабировать полученную картинку, что помогает детальнее рассмотреть интересующий нас участок слоя, определить его размеры, а также число, размеры и характер дефектов. Для лучшего отображения информации применяют искусственное цветное контрастирование, что не столько красиво, сколько информативно. Если при КТ используются контрастные вещества, то это называется «усиленной КТ» Она позволяет повысить контрастность изображения.