Разработка методики расчета усиливающих накладок поврежденных элементов сотовых конструкций тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

ГСеУДАРСТВЕНШЙ КОМЛТСТ РОССИЙСКОЙ ФЦЦЙРЛВД ро ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

; МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВШШИЙ ТШОДОГИЧШЧй!; УШОЕР'Ж.ТГ

I . .

/ 1/ьГИ им. К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО/

РГ.Г ' ст. ■■

\> . ' На праэах рукоплси •

УВАРОВ .АНДРЙ А:1АТОЛЬч..'ИЧ

РАЗРАБОТКА 1..ЕТ0ДИКИ Р/ЮЧЬТЛ УСШШАДЦИХ НАКЛАДОК ПОЬР.'ВДНШХ ЭЛШьНТСВ СОТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ!

Специя тьчосгь 01 .С2.06- "Динал.ика, грочность машин,

приборов к аппаратуру.''

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учоной степени кандидата технических наул

Москва 1993

- Работа выполнена в Российском заочном институте текстильной а легкой премиален ¡ост. на кафедре " Проектирования машин л аито- ' . катов" it Отраслеаой лабоютории " Высокоэффективные соедлкения из композитных Нтераалоя"- ' •

Научный руководитель : 'член- корреспондент МИД,

профессор, д.т.н. Стреляеа В,С.

Научный консультант' : профессор, д.т.н. Семин МЛ..'

Официальные оппоненты : профессор, д.т.н. Николаев В.it. :

'.доцент, к.т.н. Новиков В.В.

Ведущее предприятие : _ Г

Завод № 402 ГА

'ёашта состоится ^ 2 " _ 199 У г' в чаоо

на .заседании специализированного Ссвзта К 053.56.'02 в Московском ■Государственном авиационном. технологическом университете по адресу: Москла,..Ул яноазкзл ул, д. 13 , А^ТЛ.

, Отзыв в 2-х экземплярах,.заверенный гербовой печатью организации, ггрооим высылать'по адресу: 103567, Москва,; ул. Летровка, д.27 ЫАТК- Ученому секретаре4 специализированного Совета К 063.56.02.

С диссертацией можно ознакомиться .в .биолиотече ¡ЙГАТУ. / МАТИ * ик. К.Э.Циолковского /. ■ , ' • , . • ' .

" ■ ■ i ! ' Автореферат разослан "Z<f" ^i^^trS. 199V г«'.

Ученый секретарь рпрциалиэйроЕанксго Совета

К 063.53.02 , : . '

кандидат технических наую, Солцатов С.А.

ОБ.' ЕАЯ ХАРАКТ 2РИСТЙКА РАБОТЫ

• Актуальность проблемы. Последние десятилетии в авиационной и аэрокосмическоП отраслях, промышленности наношюн большой опыт проектирования и эксплуатации элементов конструкций из полимерных и композитных материалов / ЛМ и КМЛ

Вопросы .прочности и надежности соединений деталей и узлов остаются менее изученными, хотя ао многих случачх причиной разрушения является несовераенстзб соединений зл«к,ентоа конструкций, . Недостаточно разработай так-ке вопроси исследования напряяе'нно-дефор мирэваныго состояния /НДС/ и точности усиленных в процессе восстановительного- ремонтах использованием ¡Т,-| и КМ силовых деталей. Ута проблема' является многоплановой. поскольку наряду с с^сб^ннос-тями мёхалических свойсгв 11/1 и КМ необходим учет комплекса конструктив, их, технологических и ¡жсцлуатациошшх параметров и тороь, влияодих- на прочностные сво^стра зон восстановительного ре. ионт?.. которые можно рассматривать как некие соединительные узлы.

•■Задача продления Срока эксплуатации сотошх элементов конструкций на основе рас четно-и экспериментально обоснованных /возможностей их ремонта с помощью приклеенные усилив; лцих накладо ' 1 ■ является актуальной, так как стоимооть сотовых ¿лимитов конструкций хотело.о транспортного самолета составляет около ¿0% от всей его стоимости.

Традиционные метода проектирования типовых клеевых, клеекокбин, роьаниых / клееклепаных,' клееболтовых, клеесварных/ соединений плоских элементов конструкций должны быть для восстановительных .змонтных технологий скорректированы и экспериментально проверены, Необходимо разработать и практически апробировать проектные, уточненные и проверочны? методы анализа НДС я прочности зон, восстановленных .¡осле ремонта с помощью усиливающих накладок соединительных узлов. . ■

Проектные метода расчетного анализа должна быть достаточно проотыуи, чтобы их можно було адаптировать к условиям ремонтного предприятия. Утбчненные методы должны нести необходимые рекомендации по-оптимальному назначению геометрических паоаметров зоны, усиления, а проверочные методу.использоваться по мере необходимости / например, при'смене технологии склеЗки/ для расчетной оценки долговечности восстановительного элемента, проверки межслоевой* прочности '.металл-композит, композит-композит и т.п.

Вышеизложенные положения определили ■ цели работы: 1. Привести анализ применяемых в настоящее время методов расчета сочинений щюс/их элементов конструкций, где используются

полимерные и композитные материалы и учитывается специфика их

-Г >

меха11ических свойств; ,

Обобщить рекомендации по рациональному подбору конструктивных ' параметров элементов клеевых- и клеекомоинированных' соединений-, на основе анализа ря,га уточненных расчетов соединений с целью их применения при разрабоу.е усиливавших узлов сотовых элементов конструкций; . • < 3, Предложить применяемую для условий ремонтного предприятия ме-■ тсдаку расчета усиливающих накладок повреждены« элементов ' -сотовых конструкций и провести ее. апробацию; ' ' 1. Провести комплекс экспериментальных исслс-доганий прочности • восстановленных сотовых илементов конструкций для обоснования возможности оо применения в условиях эксплуатации тяжелых транспорт..ы.х самолетов. . •' ,

Объектом исследования являлись образцы сотовых элементов Конструкций тяжелого транспортного самолета Ил-76Т / панели фюзеляжа. термозные Оитки,'закрыл#'.и/-, при восстановительном ремонте . которых пр'лме^чяыгся ыеекехикдчеспие нахлесточные соединения '

б виде сдно-, даух--, н шогослойнпх усилиласщик »¡еклацок па мет-'ui-лиЧеских и комг.озитшх штср^алов..

.Зкспериюн^блышо исследования проводились а отраслевой лаг бораторки " Высокйзф(йки:в1шз спэдлнешш лом'1озлциош:ых м 1териалоз" ■ Ро-с/.ТЛП, а отраслевой лаборатории» прочности д- ресурса ¡ДГТУГА, а условиях авиаремонтного завода .f -lûi ГА.

Б работе.при анализе обобиенил методов расчета я результатов расчетного анализа были аспагьзоа-iHi 1лзэул:->'тат- исследования страолеьой лаборатории "'.Зысэчсэ^ыжшше соединения композиционных материалов".

Научна;» повтор1. работы заключается à слё.цуюцем : '

- проведан иа.ганзараиле.'л1.аг• анализ методов расчета НДС и -.рочасоти •

• нахльсточных соединений мя обоснована.? возможностей их лрпользова-ьия при разрлб тке ремонтных технологий восстановительного ремонта сотовых 3.-8V.QHTOB конструкций ; .

- впервые в юакгл'.е эксплуатации тяьелнх трааснортннх Столетов *гре,:ложена расчетная методика, содержащая кок.иекс проектных, уточ-icViHLX /. проверочных иегодол прочностного расчета элементов усиления поврежденных сотовых эле."ленив конструкций;

- проведено эконорг'уттальное исследование усиленных накладка».«! образцов сотовых элементов конструкций нз статическую прочность, малошишов^а ьыносливссть но методикам ОКБ им.СуВ, Ильжшна.

Догуоперпозт^ получении.?; результате! обосновывается комплексные. эхспер;меягалы«м исследованием представляемых вариантов ремонтного усиления, пззревделни/. сотовых элементов- конструкций на статическую прочность, лллоцикдовую выносливость, а также огыгом эксилуата-

I

цки восстановленных " сотовых злекентоз конструкций в течение нескольких лет.' '■.■'•

практическое з на че я и з результатов работы состоит в след/идем:

• '/о

' 1

;' о •

- разработана и адаптирована к условиям авиаремонтного предприятия методика расчета конструктивных параметров усидиваядих накладок при восстановите/ьном ремонте сотовых элементов конструкций тякелого '."ранслортнсгс самолета;

- применение датой методики совместно с технологиями оклейки в ■ у&ювиях авиаремонтного завода без применения аато:шзвов позволили сократить потреснозгь в новых элементах сотовых конструкций при плановом рэмонто тяжелых транспортных самолетов;

что принесло значительный экономически аффект.

Агазбгния работа. Основ.-дгз роэумтатн доложат и обсуждена:

- ра заседании секции прочности -ЗНТ0 Машинострсителей в 1991 г.,

- на 6 научно-пра гическол конференции ВЗКТЛЛ , 19&2 г.

- на НТО РосЗЛТЛП в 1993 г.

Лублккашп> Пс теме диссертации оц/бликоваио четыре

статьи.

• ' ¿втор защищает поэтапную методику расчета усиллваших накладок на поврежденные сотовые элементы конструкций / панели фгаз-эляжа, закрылки, тормозные щитки/ тякелсго транспортного самолета " , *

' 1 СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ 'С0ДеР1лНИ£ РА'ЗОТЫ

Дисое, гацля состоит из введения, трех глав, выводов, библиогра-ф"и и щмложений. Она оодерни? 177 страниц текста, в тоь числе 54 рис., б табл., 185 наименоьаний литературы, 9 приложений с описаниями проведенных испытаний и технологиями. * ■ Во введении обоснована актуальность теш исследования, определены его основные цели,-дан краткий обзор материала дисеерта-

ции по главам. .

3 лервой глава работы рассмотрены ochobf' конотрукрования соединений особенное!л расчетных методов» используемых в практике проектирования пш уче re' особенностей механического поведения Я№ и КМ.

В работе испо изсвана. общепринятая классификация соеди-- *

гений с использованием ТТЛ и КМ:

- сплошные / 'вдезвые? формовочные; пварш э/, ' механические/ болтовые, клелаш.', шилечно-болтовыэ и др./

- к'омблкированные / клзэчлепэше, кле':5олтовыо и д,р./

lía основании анализа имеющихся данных , показано, что при проектировании соединений ниобходимо учитывать следующие конструя-¡j/cmm параметры:

- количество креиежкых эльментоз,

- диаметры силовых точек,

- размеры соединяемых материалов,

- лаг мевду.сяловями точками,

- расстояние силовых точек до торцов, .. ..

- мехаь-чэские и геометрические характеристики соединяемых эхэнектсв и мехРничсского крепежа, 1 '

г таи соединения / о;дао и 2-х сразюе/, • . ' , г характер внешнего нагруженйя.

Проектирование и расчет клеевых ъ комбинированных соединений листсвых дета/nf:-сводится «.выбору вида и способа соединения, . технолог/и, рациональному размещению механических крепежнис рлемен-Vob, гаданию их размеров лз условия'равнопрочности матерная;! сое- 1 пинаемых леталet элементов. . _ _

Анализ типовой блок-схеш сптшальйого Премирования 'соединений, предложенной В.L.Воробьел и О.С. Сироткиннм, показывает, что для ¡(ойкретног постановка задачи необходимо иметь три оснотшш.

комплекса рас четных методик анализе, загруженности элементов соединении:

- блох общего расчета соединений на основа разработанных маче- . матических полелей по определенно оеновнкх геометрических параметров и уаклуй г силовых точках , швах,'клеевой прослойке и т.д. ■ " ' •

- блок оценки влияния на прочность при статических ч нерешенных нагрузках тэхнологичесхих остагочных налряжений, неорбклеев, ■

- блок оценки местной или лекальной прочности /на ср».з, смятие и.т.д^/.по ослабленному селению, прогнозирования развития трещин уогалосг-; от местных концентраторов напряжений.

Анализ суе^твущих методов расчета соединений различной степени слотнозот^спзЬифики -механического поведена? полимерных

> г' _ '

и композитных материалов и их иате.маткческого моделирования в

• расчетных схемах :.оз:золил предложить следующую схему -расчетной .методики уевлиэакигх накладок поврежденных сотовых элементов конструкций.' ■•■."•

Вначале на основе расчета в рамках линейно? модели'

- составного стерши /А.Р.Ржй.ницйн, И.А. ^коркй/ Подбирается гео-

# . ' . .... -, мэтричеспие параметры соединительного узла / рис. 1./.

. _ 41

-г

. 4

П 1 "Га-

-4*» 4 -4*- <

т Г

Рис. I. Расчетная схема создинения двух стержней - а,

диййрвнщш-'Ннй элемент Х-огр стержня и загруженность соедияягаяьгшго рлоя

,',лл поврежденной о6шие:;и сотовых -элементов ..конструкций, г.г.е усклиэатаие накладка ¿юточамтся е работу в основном через сдапговре напряжения в соединительных клеевые прослойках имеет сгаол попользовать более простой метод, расчета 'ДАТ/ многослойных соединений г.аучозкгных пластин /ряс, 2,/ При таком под-' ходе мохно илюль'зсзать обобщающие рекомендации Ю.С. Царахова^ по консгруктивноиу виполненк» зоны соединительного узла. -

4 «д.

рис, 2. . ! .

• -I V '

Исходными данными для расчета являэтск: '' . .. А^Ер- площадь сечения и модуль упгугост'и. основной металлической { • "ся^трукции; ' / ; ' '• , '

А.З— шдхиэдь се-чения и. модуль у ту гости , I -го слоя накладки;

- | . -

гп - число слсез в невладке.

Из условия равновесия отсеченной чести комбинированного ' стерасня сладуот: «' •

' ~ ¿Г ~ ? А*'^.

* по .

где ' /"* - продольная сила, приложенная к агержна.

Из условия равновесия ьаклаики определяются касательные напряжения в Ь -м клееном слое, выраженные через нормальные напряжения, дейстзупцие в накладках

«У&

' г. м=-4г У 4 —

^ ("V -^-¿г

(з)

Для однослойной накладки система двдорендиалпных уравнений принимает вид:

С учетом граничных условий и вччлслеьадх произвольны)^ постоянных Сни , касательное я нормальные напряжения в клеевом олсе определяются следухией сависчкосты»:

Дяя двухслойно»! закладки касательные иапр.1ження имеют вид:

. - • и

В катестзе пгоипра проанализированы результаты определения касательных напрякений з клеевых.слоях да комбинированного стержня, металлическая часть которого выполнена йз сплава Д 16, а, накладка из углепластика К>У. Рассмотрены случаи, когда накладки состоят из

одного, двух и Соле? слоев /-пластин/ углелласгшса. /схолии; для pacVüi-i д-шнче сведены р табл.- 1. 'табл, 1, '

'гаркан г накладки /часток tí/да.'кс элемента Ши'стина ■ , ICieeBoii слой ¡

-f-v*2 Qm

Одноо юДаая » 0 1 VIO4' 14-1С4 20СО 150 0,4-104 i со 0,1

Двухслойная .. .0- • 7-104 20СО

> 14 мО4 % 0,4-104 100 0,1

» 2- . . 14-104 0,4-104 100 Ó,1

. 1 При задано^ скле Р = 25000 Н для однослойной накладЧц максимальные касательные напс.исею'ч оказались равными: для однослойной !накладки 152,5V Mito, в сечении 0, для двухслойной 145,1.6 МЗа. Ёпюрк касательных напряжений'показаны на рис. 3. i "

_ _ однословная ньчладка . ' _ . двухслойная накллдка

^ Ч Ь Ь Ю 1Z 14

Z..M4

рг.с.З.

' Из графиков видно, что:

- максимальные касательные напряжения ь кдеевьх слоях имеют место у конлз накладки в пфвом клеевом слое, соеди.чянцш накладку с осноеой; ■

- величина касательных напряжения в пернам клеевом слое слабо зависит оо' числа слоег накладки;

- сасатзлъьие напряжения в ад,..евом слое быстро затухают к можно их считать практически отсутствующими уже на расстоянии

«Лч/1 <И*ЧЛ „ где <>_Л - минимальное значение корш характеристического

уравнения.

В заключение первой главы отметим, что расчеты соединительного узла усиления поврежденного места сотового элемента конструкции с учетом переменности сечения применяемых.накладок, нелинейности свойств полимерного связующего, наличие механических .-{ре-пзадах элементез ел»дает проводить как уточняющие при рациональном .подборе геометрии соединительного узла, размещение механического крепежа и т.п.

В кгч :стЕе проверочных расчетов при расчетной о ценке долговечности предлагаемого варианта усиления", его трещиностойкости при обработке ремонтной технологии можно использовать методы загруженности соединений при динамическое яагружении, расчетные методы исследования развития трещин усзалости, составляющих элементов усиленной зону сбиивкк сотовой конструкции. '

Вгсрая глава диссертации г.с свячена систематизации данных по ыия-. . ^ниэт конструкционных' параметров на нааряжекно-деформировьяное состоя иие и. прочность На основе систематизации различных.уточненных рас- . четок типовых соединений двиакоистругсций с приме-енизм. и ¡1/,. . - Е раостэ ла оскоео исследования И.А.Скорого принято, что

I4-'

распределение налрякений и создинзмлх / усовое, нахлестка простая, ти нахлзстча со окоиенн ¡mi; кромкаьи/ в упругой области определяется гкачениями граничных условии и величиной слзд/вдих конструктивных параметров: Е^ , л „t'fa * jfo . Но • ,

«. Е, s ) 'Hz'**

■Е - модуль упругости соединительной прослойки, Не- минимальная юлцике листов, оС -» угол скоса крсмок .'в листах. 'V * ^а 1 • Ч0'1УЛИ упругости, к тслшинн листов, Результаты расчетов свидетельствуют.о тг-м.чи для соединений - нахлестка счос кромок вследствие увеличения де^оркативности листов приводят к существенному / до 60-70$ / снижению краевых напряжений 'отрыва 6* при означите;ьном изменении срезыващих напряжений,

iipH постепенном уменьшении отношения от 1 до 0,1

распределения сшпвых <р ктороа ц Л1.„тах изменяется довольно хасак- ' . терши у крае" соадлнения практически исчезает изгибающий момент, уменьшаются пики перерезывающих усилий, эпэры нзгибаадих моментов, осевых -л перерезывающих сил становятся более плавнымл по длина соединения, что благоприятно влияет на напряженность листов, .

•! tip и растяжении усового соединения изгибающие :,оментн у скошенных 1'орцов практически отсутствуют-вследствие их 'юлвгГ'ипЗибной жесткости, поэтому уменьшение угла . ^кооа кро...ок от ¿0°до,^"приводит к пропорциональному снижению краевых максимальных нормальных / до 50% ' ч касательных /до Ь0%/ напряжений /рис, 4/.

Анализ конструктивных параметров нахлесточных соедакёний позволяем сделать вывод» что по данным расчетов типовых соединений и , 'по величинам лараметров А^ и Л , олределящлх механику передачу усилий от элемента к-элементу, можно определить размер зоны пере-'

'• дачи усилий в усклкааогей накладно для задания ее геометрических разме- . pon. ■.'■- (

Размеры зоны наглее га в умливаще.'( накладке должны выбираться . ! . в пависимости от размеров зоны передачи усилий в англогичном клоезом нахлесточном создан*или, шгао запас на. области механического крепежа / заплетен, заглушки и т.д./ это в целом л определит геометрические ^ ' размеры усиливающей какладчи. ' .

■ 1л\ализ результатов работ по расчету зоеди;;еютй пластин /при

. модпA'ipoEsinm последних плоскими конечшми элементами/ показал, что применение модели составного стер;шя по сравноншз о уточненными моделями соединений вносит погрешность не более 1о% в сторону увеличения, вдоль уорцов накладкк.

В заключении главк рассмотрели методы и результаты анализа нахлорточных соединений яри динамическом нагруиения. Ути методы ре-комендант ся иопольуопз.ть чак проверочные в разраЗатанаемой* методике, .

рис. 4

■ ' . " j- lo - ■

В третье!1 гл.чве ; изложена пъзгапьая мэтодака расчета усили- . ваэдих накладок поврежденных элементов сотовых конструкций. .

Опыт разработки технологий восоганевленля сотовых иламекгол ' конструкций пр/ экспд;. нация самолета йл-76 Т с усилквавд.ши каклад-

камя приводит к следуадей 2х<;;.е расчетного анализа поврежденных сото. вых конструкций: . • -- аналиолруегея силовой поток, преходящий чер;гз ремечтную зону; - далсв, на основание упрощенной модели составнмх стержней .анализируется распределение 1апря>/.ечиА в элементах неостановленного "зла api: его 1 нагружекии. ' Нике рассмотрены uraijí методики расчете.: 1-ый ovan. . .

Так как схем?; зоны восстановления с помощьо уоилывшоней накладки сво-дг.тс с к чахласточному соединен»:» з пераоп приоллжеьаи, то восдэльасааа-шись рекомендациями ОС 92-OOOD I! для склеивания двралеоых сплавов í/ожн^ принять для обшивкл толди.юй 1 мм длину чахлесточногг' соединения 25 мм,

, íРазмер зоны передачи усилил о листа-обшивки на накладку определяется .следующими конструктивные яараметрадш: А,? ' А г ~ §Ф Так как приклеенная часть усиливающей накладки должна быть *§<ишчена. в работу по передаче усилий, то ее м1Лшмальный расмер можно «ринять мм, а с -запасом па возможные погрешности Зо мм. biLMi^

Анализируется упрощеьь .я базовая модель многослойного нахлесточного соединен; ч, вс¿i слои которого-работает на растяжение- сжатие, а ооедшштель-.ные полимерные прослойки на - сдвиг. Учитывав, что переход от стержневой , модели к модели соединения двух пластин вносит уточнения в поле ьапря- • жений, прич у максимальные напряжения у торцов возрастает на 15$ душ

.конструкционных клеев, следует ввести корректива г. величину вт,/1 что было рекомендовано засолу ¡6 402 ГА за изходную величину при: назначении размеров нахлестки. Окончательно размер усиливать той накладДй можно принять 40 4--ы1{ итЛи. . .

Рея^тся проверочный анализ выбранных параметров, в годе которого становится ясно, что для эпоксидных клеев долговечность полимерного связ;- ацего / при надлзжадеР технологии склеит зния / не являемся определявшей для клеепнх и клеемеханичеочих нахлесточ^х соединений. Использование клеемеханшескэго соэдинзнич в место подкрепленного дефекта приводит к существенному снижении уровня напряжений в стержне, и соответственно, к значительному увеличению долговечности. Сншен?е уровня .напряжений достигаемся га счет равномерного распределена нагрузок сто всей длине накладки и демпфирования колебаний благодаря упруговязкому характеру поведений полимерного связующего.

Таким образом, нецелесообразно на отом этапе расчетной методики проводить динамический ачалой составной конструкции как проверочный, 3 ходе проверочного анализа также установлено, что для слоисты» конструкций тина усиливающих начладок долговечность металлической обшивки и /сминающей накладки также не' ^вляеггя опредедащей. Дат того, ^тэбн трещина проросла за усиливавшую накладку в достаточно тонких листах ей необходимо 2 И О6 циклоз нагру-жения, что значительно превышает ресурс изделия. '

Таким образом, в методике расчета усиливающих накладок нецелесообразно проводить проверочный расчет обшивкп усилшвамей наклАдки ка долговемоста. ' .

В работе также било проведено экспериментальное обс.снованле к •

прочности усиливаниих накладок.

- 18 - .■■••' ' «1 ^ »

Испытания на статическую и мэ-социлловую прочность мсдэлоных образцов сотсаой коитрукцнс. хвостового злска закрылка и тормот-•ныхытксв самолета Ил-76 f проводилось по метсдике ММЗ'ям. C.B. Илшаяна для определения фактической прочности отоексь хвостового звена как бездефектного, так и отремонтированных.

; При проведении исриаанкЕ на. статическую прочность нагрузка'". считалась распределенной по ширине обрагца / через специально приклеенные лямкк/, как показано на ркс.

РаоЧо'гиая схема ' -распределена»! .нагрузки

¿xetid разрушения

J.' i

Схема нагр, лшнйя •

ТТТГтт^ ■. -

ряс. п.

• ' . Образцы устанавливались е специально приготовленное для них лр'чспособлсш'.е,' ЗсСЕу G11ЛЯЛ£1 w ù> jo схеме- консольной <3алк».. . Шгружение ■ производилось плавно , с интервалом ? . П£к-досшженшм 50%- Р • об^Лззк паз-^уж^щея и проводился осмотр с целы»-выявления остаточных и-отслоений,. ' . ■ »¡сп нтиь s 'ям ^ п о да е р г лк с ь 15 образцов. йсштаяил продолналисьдо разружя'ш. "лпн йГраоцов показаны в'табл. 2. --------

табл. 2

Гип образца

1..

г.

3.'

Название образца

ЭДс подтай . вариант

Ремонтный вариант /верхняя сб.нивка/

^0!Л0НТНЫЙ вариант /ии.;шяя, обшивка/

Эс,шэ образца

е-ЯоО^м

Шп

с*

ПШтгт!»

Йсе6 осразца / за исключением образцов с ремонтной верхней ,об-шивкой/ выдераали заданную ветчину суммарной нагрузки / Р = 950 Ц /. Разрушение кокструкцлй / отрыв обшийси в зоне приклейки лямок/ происходил при нагрузках 3300-4500 н.

Но результатам статических испытаний можно сделать вивод; что рассмотренные вариант ремонта/кроме замены верхней обшивки/, удовлетворяют требованиям статической прочности исследуемых образцов.

В качестве образцов ;;ля' испытания, на молоцякяовую прочность тк1П

зсианы элементы конструкций , вырезанные из хьостовой части закрыл-'

*

ков и тормозные яитни,'Испытаниям также подверглось 15 образцов, с раз-.личными вариантами ремонта.' Нагружение проводилось по симметричному циклу. Продолжительность одного блока 5-7 сек. Через каждые 10000 блоков

арозодилк осмотр конструкций с целью выявления трещин, расслоений и других повреждений. Испытания проводились до -15ООО блоков. Все' варианты ремонта / кроме варианта замены верхней обшивка / ьэдержа- ' ли заданное ччсло циклсв.

• Контроль конструкций но г ¡а испытания показал, что в зонах рексита образцы .се претерпели в процессе испытаний-остаточных деформаций, ' •

Ло результатам м.ллоиккловых испытаний можно сделать вквсд, чтс рассаитркнши. варианты . ремонта / кроке Замени еврчнеа • с-5а»в.'.и/ удов;;йтворя„.т требованиям к мачоц^иовсй прочности исследуемых образцов. ' - '

ВЫВОДЫ. ;

1. Исследование результатов расчетного анализа и испытаний типовых . сординений пло:;ких элемент..я конструкций, где используются ПМ в КМ, позволило выделить основные конотруктлвные параметры, определяющие характер загруженности элементов соединительно л угла'и его. прочности: ' -..'.■'.

- жесткости соединяемых &лементов, наличие лд.1 отсутствие скоса

ефомох{

- длищ» соединения, расстояние от места приложения нагрузки до •

4

соединительного стыка;

- характер крепления и нагруженнл соединяемых элементов;

- толщинь, улругие . вязко-упругие характеристики адгезионной прос-.ОЙКИ} \

- усталостные свойства как адгезионной прослойки, так и других элементов соедиглтельного узла; V

2. Систем газация методов расчетного анализа соединеьпй в зависимое- . ти от степени сложности математического моделирования соединил как составной конструкции, так и свойств составдялдах олеыентов,

позволило рассматривать их з следующей последовательности:

- модель ссставно-о стержня, где соединительная прослойка работает "на сдвиг; •'.'...'

- модель составного стержня, где соединительная прослойка работает на сдвиг й отрнп; • • . .»

- модель соедаиэпм двух пластин-, на базе которой уточняется

распределение напряжений пс площади, соединения и имеется воз-

■ * .

можность проводить расчетную, оценку можслоевой прочности и тре-. циносгойкостк;' -.'.'.■

-.модель соединения двух тел, которая ь настоящее время применяется ' в,основном при анализе болтовых соединений композитов. ,

3. Для расчётного анализа зон восстановительного ремонта сотовых элементов конструкций с помощью усиливающих накладок предложена следующая поотаиная Методика:

- проектный расчет проводится на основе. модели составного стержня, где соединктельнея прослойка работает нз сдаиг, он позволяет оценить размер зон передачи „силий и назначить основные конструктивные параметры; . ■ •'■■■.

- уточненные расчеты базируются.на модели составного стержня, работающего на сдвиг ..I отрыв я модели соединения пластин, они позволяют уточнить ряд выбранних ла первом этапе геометрических и конструктивных параметров;

- проверочные расчеты проводятся на.базе моделей соединения пластин и динамической модели составного стержня, они дают возможность оценить межслоевую прочность соединения, выявить влияние колстр.ук тивных и некоторых технологических параметров на долговечность,-

„ провести расчешу» оценку развития, трещин усталости в составля идо . элементах соедийения. - ч .

4. Лия новой технологии ьосстаноаительного ремонта сотовых алемедтов конструкций с помощью усиливающих накладок показано, что при расчет-

' / <* ' ■ нот обоснования этой технологии необходимо выполнить лишь проектный

расчет. Уточненный и проверочный расчеты &.ошо ip.iBsoTH на базе

известных репений мгханики соединений, где применятся полимерные

и комлозитные материала. -

5. Проведенные экспериментальные исследования образцов восстановленных закрылков и тормозных щитке п на статическую прочность, малоцлк-ловую выносливость подтвердили обоснованность расчетных рекомендаций, .

6. Результаты работы раализопанч в виде адаптированной к условиям авяао;.дантниго зав та Л 402 ГА компьютерной программы анатаза конструктивных параметров нахлесточных соединений, а такие в нэде технологии склеивания двух металлических яоворХ!.остей и в технологиях восстановления сотовых элементов конструкций тяжелого транспортного самолета ИЛ-76 Т.

Опубликованные работы:

1. A.A. Уваров, М.И. Семин "Мзтодика подбора геометрических анрамет-ров усиливающих накладок " // Дел. в ВИНИТИ , Я ¿758 - 3 аЗ Ц .

2.;М.И. Семик, /.А. Уваров, Ь.Д. Уриновский "Методика расчета усиливающих накладок сотовых конструкций "// Азп. в ВИНИТИ ¿761

\ В 93 //.. •

3. A.A.¡Уваров, "Математическое моделирование механических сзойств

* ' - ■

полим рных и комчозитных материалов" // Деп. в ВИНИТИ, № 275Э-В 93 //.

4.'М.И. Семин, A.A. Уваров "Моделирование механических свойств органопластиков в слоистых конструкциях " // Леп. в Б. ¡НИТИ, > № 2760- В 93 //.