Статистическое обоснование прочностных характеристик композиционных материалов

• Автор: Абдуллин, Марат Равильевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 90 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ТЕОРИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Методика анализа при наличии разброса между партиями
1.2. Методика анализа для совокупности, описываемой нормальным законом распределения
1.3. Логнормальная процедура
1.4. Методика расчета с помощью двухпараметрического распределения Вейбулла
1.5. Практическое использование распределения Вейбулла
1.6 Определение базисных значений прочности с помощью распределения Вейбулла
1.7. Методика дискретного анализа для одной совокупности
1.8. Обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТНОСТИ НА ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМ ПОЛУЧЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИЧЕСКОЙ И УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
3.1. Получение К1с и Кс (средние значения)
3.2. Пересчет К1с и Кс с одной ширины на другую
3.3. Определение расчетных характеристик К1с и Кс
3.4. Определение Кс при отсутствии экспериментальных данных
3.5. Алгоритм расчета параметров Периса, Формана, Коллиприста.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В результате работ, выполненных в предыдущие десятилетия научно-исследовательскими институтами ЦАГИ, ВИАМ, ЕГИАТ и др. а также конструкторскими бюро и заводами авиапромышленности, композиционные материалы (КМ) используются во всех отечественных самолетах и вертолетах последнего поколения (Ту-204, Ту-334, Ил-96, Ил-114, Ка-50, Ан-70, Ан-148, ЯЮ-95 и др.). Главным образом они применяются при изготовлении органов управления и агрегатов механизации крыла и оперения, лопастей, обтекателей, створок, а также конструкции воздухозаборников и капотов двигательных установок. Успешно эксплуатируются самые крупногабаритные изделия из КМ в отечественном авиастроении - воздухозаборник центрального двигателя самолета Як-42 длиной 7,5 м и створки грузового люка Ан-124 длиной 12 м, оба изделия сотовой конструкции.
На ниже приведенной схеме приведен пример применения различных видов пластиков в конструкции самолета Ту-204-120.
Штмвапша ту
Применение полимерных композитных материалов

Агрегаты произведенные из композиционных материалов включают следующие элементы механизации: внутренний закрылок, внешний
закрылок, интерцептор, воздушный тормоз, элерон, руль направления, руль высоты. Так же широко представлено применение композиционных материалов в несиловых деталях планера и интерьера, такие как: обтекатели, залонжеронные части крыла, зализы, створки люков и шасси, потолочные панели, багажные полки, панели пола и т.д.
В последнее десятилетие оформился и реализуется новый этап внедрения КМ в авиастроении. Характерные основные его черты следующие: создание крупногабаритных ответственных композитных конструкций крыла и фюзеляжа с использованием накопленного опыта и переходом к преимущественно композиционному планеру самолета в целом;
- формирование новых оптимальных для КМ решений, наиболее полно учитывающих в каждом конкретном случае особенности композитов, весовые, ресурсные, экономические и эксплуатационные показатели их эффективности;
- использование усовершенствованных композиционных материалов, в первую очередь высокопрочных, ударостойких углепластиков нового поколения с элементами интеллектуальности и нанотехнологий, а также принципиально новых автоматизированных технологий производства конструкций (пултрузия, инфузионные технологии, пространственное армирование и т.д.).
Потенциальный объем применения КМ в планере пассажирских самолетов после 2020 г. ожидается на отметке 60-70% при снижении массы композитной части конструкции и ее стоимости на 20-25% по сравнению с металлической, изготовленной на современном уровне. В то же время прогресс в области металлических конструкций по указанным показателям прогнозируется на уровне не выше 10%. По оценкам экспертов развитие композитных технологий наряду с прогрессом в двигателестроении и в

различаются существенно. Если же величина статистики меньше табулированного значения, тогда подтверждается гипотеза о равенстве вариаций [48, 62].
Для проверки третьего предположения необходим большой объем испытаний (больше 20 партий).
При анализе, все партии предполагаются одинаковыми и между партиями, от различных поставщиков, не делается различий. По этой причине требования к объему выборки предполагают, что в выборку должны быть включены данные, по меньшей мере, для трех партий от каждого изготовителя (поставщика). Тогда гарантируется, что любой разброс характеристик материалов от разных изготовителей, не будучи точно определен (оценен), будет учтен в анализе путем его вклада в разброс от партии к партии.
Вычисление базисных значений проводится по следующей формуле:
В = Х-р/!5^

X - общее среднее (среднее по всем измерениям);
Т - коэффициент для определения границы одностороннего толерантного интервала, определяемый в соответствии с таблицами указанными в [62];
- дисперсия между партиями;
- дисперсия внутри партии;
ВА — X — ТА -jSfr +3~ - расчет для А-базиса
Вв = X—Тв -jSfr - расчет для В-базиса
В - значение А или В базиса.