Влияние последовательности нагружения авиационных конструкций на двух стадиях усталости при одинаковых интегральных характеристиках нагруженности

• Автор: Гальченко, Евгений Виталиевич
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Жуковский
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

ф ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР И КРАТКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Исследования влияния последовательности нагружения на усталостную прочность конструкций
Методы выделения полных циклов н различные интегральные характеристики сложной истории нагружения

Методы расчета усталостной прочности для стадии до образования усталостной трещины

Методы расчет по номинальным напряжениям

Методы расчета по локальным напряжениям

Методы расчета усталостной прочности для стадии роста усталостной трешины

Линейная механика разрушения

Модели, учитывающие взаимное влияние нагрузок

Расчет по типичным программам нагружения
МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ НАГРУЖЕНИЯ НА СТАДИИ ДО ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ
Методика расчета на стадии до образования трешины
Учет последовательности следования нагрузок
Методика формирования наименее повреждающей последовательности при расчете по методу локальных напряжений
Формирование программ с максимальной усталостной повреждаемостью

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
НАГРУЖЕНИЯ НА СТАДИИ РОСТА ТРЕЩИНЫ
Методика расчета для стадии роста трешнны
Влияние последовательности нагружения: линейная механика разрушения
Влияние последовательности нагружения: модели, учитывающие образование зоны пластичности в вершине трешнны
Методика формирования минимально повреждающей последовательности для стадии роста трешнны
Формирование программ с максимальной усталостной повреждаемостью
Реализация предложенной методики для метода Уилера
АНАЛИЗ ТИПИЧНЫХ ПРОГРАММ НАГРУЖЕНИЯ ДЛЯ РЯДА ТИПОВЫХ ПРОГРАММ МАНЕВРЕННЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ САМОЛЕТОВ
Методика проведения численных эксперсмснтов
Результаты расчета разбросов долговечности для программы TWIST
Результаты расчета программ с максимальной и минимальной повреждаемостью для различных типовых прозрамм нагружения
Анализ полученных результатов
Параметры, учет которых может уменьшить возможный разброс расчетных долговечностей на стадии роста трешнны
Параметры, учет которых может уменьшить возможный разброс расчетных долговечностей на стадии образования трешнны
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА

К,,- зона пластичности
у-локальныс напряжения
Б,су- номинальные напряжения
е - локальные относительные деформации
а- длина трещины
/^-коэффициент интенсивности напряжений
ЛК- размах коэффициента интенсивности напряжений
К/с- предельный коэффициент интенсивности напряжений
Б- коэффициент асимметрии циклов
с, п, т — константы закона Пэриса-Формана и Уилера
су, 5„/, - предел пластичности
Би - предел упругости
К, - коэффициент концентрации напряжений с,, - коэффициент замедления трещины /-индекс цикла после перегрузки 0,1,
N - количество циклов нагрузки
Кт/ - величина К, необходимая для образования зоны пластичности, выходящей за пределы зоны пластичности после перегрузки.
Кгы~ величина на которую уменьшается Ктах и КтЫ в модели Уиленборга
Формирование программ с максимальной усталостной повреждаемостью
Формирование в рамках одинаковых интегральных характеристик программ нагружения, дающих максимальную повреждаемость для стадии до образования трещин является, по-видимому, более простой задачей.
Для того, чтобы циклы располагались как можно выше в плоскости напряжений-деформаций необходимо, чтобы они располагались на статической кривой деформации. Этому условию и условию сохранения таблицы полных циклов соответствует следующая последовательность: циклы располагаются в порядке возрастания максимумов, а при равенстве максимумов, например, в порядке убывания минимумов.
Выводы
1. Для расчета по локальным напряжениям была сформирована методика расчета с аппроксимацией кривых деформации статическими и динамическими кривыми, учитывающая свойства металлов «вспоминать» траекторию изменения локального напряженного состояния, с учетом среднего напряжения цикла по Одингу.
2. Из анализа принятой модели расчета для стадии до образования усталостной трещины, предложен алгоритм формирования наименее повреждающей последовательности нагрузок (при неизменной таблице полных циклов): сначала идет максимальный по величине амплитуды цикл, а далее остальные циклы в порядке убывания минимума, а при равенстве минимумов, например, в порядке возрастания максимумов.
3. Предложен алгоритм формирования наиболее повреждающей последовательности нагрузок (при неизменной таблице полных циклов): циклы располагаются в порядке возрастания максимумов, а при равенстве максимумов, например, в порядке убывания минимумов.