Накопленных усталостных

Выбранный метод оценки уровня накопленных повреждений является безусловным методом НК технического состояния аппарата. Ультразвук может прощупывать трещино-подобные дефекты самых разных размеров (от долей мм) и пространственного положения (выходящие на поверхность и в глубине). Ультразвук отражается от имеющихся повреждений, трещин, пор, как солнечный луч от зеркала. Оборудование для его осуществления очень транспортабельно.

В соотношении (1.6) обычно при оценке усталостной долговечности в качестве характеристики повреждаемости Df рассматривают число циклов нагружения. В реальной эксплуатации при взаимодействии нагрузок, особенно в случае малоцикловой усталости, линейное суммирование накопленных повреждений не отражает реального, нелинейного процесса накопления повреждений в различных зонах центроплана и крыла ВС [29, 38]. Это же относится и к стойкам шасси пассажирского самолета [39]. Интервал разброса в оценках накопленных повреждений может составлять 0,5-4,0 [40, 41], а при учете последовательности циклов нагружения разброс данных может быть еще выше [19, 24, 30]. Поэтому для более точной оценки усталостной долговечности введен метод спектрального суммирования, позволяющий установить связь между характеристиками долговечности и характеристиками случайного процесса нагружения на основе использования спектральной плотности мощности [30]. При нерегулярном нагружении, характеризуемом непрерывной спектральной плотностью, энергия процесса с частотой еоу,- может быть заменена эквивалентной (по средней использованной долговечности) энергией, характеризующей процесс нагружения на другой частоте. В частности, на некоторой характеристической частоте <в/(,--ч).

a^viuf — доли циклических и статических повреждений за один полет соответственно. Предельное число полетов двигателя определяется из суммирования накопленных повреждений до единицы. Для определения Ае, отвечающего каждому г'-му циклу нагружения, необходимо знать НДС диска и его изменение от цикла к циклу. Наиболее полную картину кинетики НДС дает тензометри-рование натурного диска или его модели, но в силу трудоемкости этих работ при проектировании дисков кинетику их НДС обычно определяют расчетным путем. Для этого выполняют двух- или трехмерный осесимметричный расчет общего НДС диска, а затем проводят упругопластический анализ кинетики НДС в наиболее напряженных зонах диска методом конечных элементов (МКЭ) или приближенных зависимостей Нейбера и Стоуэлла с использованием кривых циклического деформирования применяемого материала [43, 46].

Принятые в испытаниях типы режимов нагружения охватывают контрастные случаи сочетания процессов накопления квазистатических и усталостных повреждений. Воспроизводились условия накопления в основном только усталостных или квазистатических повреждений и режимы, дающие возможность дозировать долю компонент накопленных повреждений, обеспечивающие либо сильное «перемешивание» блоков нагружения, либо весьма слабое, например, однократный переход с режима на режим. Достигнутая гибкость регулировки режимов программного нагружения позволила проверить закономерности накопления повреждений в жестких условиях резкой смены процессов.

Максимальные экспериментально полученные величины накопленных повреждений оказываются на уровне порядка двух, что-наблюдается в режимах с однократным переходом с режима на режим. Получаемые сравнительно большие значения суммарных величин повреждений в таких условиях нагружения дают результат при расчете долговечности, идущий в запас прочности.

Методически важным в рассматриваемых работах является использование при оценке накопленных повреждений действительных (экспериментально полученных) кривых малоцикловой усталости, а не расчетных с привлечением корреляции со статическими свойствами. Последнее позволяет исключить ошибки, вызванные неточностью расчетных уравнений, и более корректно оценить особенности накопления повреждений при нестационарном нагруже-нии.

и, [следовательно, исключается. При: этом названных характеристик процесса оказывается достаточно для расчета накопленных повреждений. Вместе с тем при случайном нагружении в режиме слежения за усилиями возможно на-

термоциклйчеоких нагрузок, при этом наиболее повреждающими оказываются нестационарные этаиы режима работы [42, 49]. Анализ основных параметров стохастической модели процесса накопления термоусталостных повреждений 7107 сопловых лопаток ТРД на заводах гражданской авиации, поступающих в первый ремонт, показал, что запуски больше повреждают материал лопатки, чем работа на установившемся режиме [5]. В работе [53] отмечено, что по интенсивности накопленных повреждений один запуск двигателя равен 3, 4 ч работы на режиме «номинал», а 1 ч наработки на режиме «взлет» увеличивает интенсивность отказов в 4 раза больше, в сравнении с наработкой на режиме «номинал». В связи с этим следует подчеркнуть, что с увеличением ресурса элементов тешгонапряженных конструкций и с повышением рабочих параметров режима эксплуатации и удельных мощностей доля повреждений от термических напряжений в общем объеме дефектов возрастает.

На базе ступенчатого нагружения и выражения коэффициентов удельных накопленных повреждений через отношение суммарной рассеянной энергии на данной ступени к суммарной рассеянной энергии до разрушения образца разработан метод ускоренного определения кривой усталости [4].

Отождествление коэффициента накопленных повреждений

Экспериментальные данные, обработанные в форме уравнения (1), дали величины накопленного повреждения в диапазоне от 0,7 до 1,35. Характерно, что новые данные укладываются в поле рассеяния точек, соответствующих испытаниям [12] при мягком и жестком нагружении без выдержек и с выдержками при постоянном напряжении. Исключение составляют эксперименты с выдержками только при растяжении, для которых расчет накопленных повреждений дает величину порядка 0,5. Это обстоятельство, по всей видимости, говорит о большем повреждающем эффекте выдержки только при растяжении по сравнению с другими видами выдержек, что подтверждается и другими источниками [14, 15].

Рис. 5.13. Зависимость временного сопротивления и условного предела текучести от уровня накопленных усталостных повреждений N/NP: N - фактическое число циклов; Np - число циклов до разрушения

В настоящее время ведутся интенсивные исследовании но созданию измерительно-вычислительных систем (ИВС) для измерения накопленных усталостных повреждений (НУП) сложных машиностроительных конструкций в процессе нх эксплуатации. Внедрение систем этого класса должно способствовать существенному снижению аварийности и повышению ресурса эксплуатируемой техники, например, в авиации до 45—60 тыс. летных часов [Г.

Сопоставление накопленных усталостных повреждений и определение эквивалентности пробегов в сопоставляемых условиях до последнего времени остается предметом настойчивых теоретических и экспериментальных исследований.

Б.А. Конюхов и др. предлагают вести контроль накопленных усталостных повреждений по дисперсии скорости УЗ-волн. Разность между фазовой и групповой скоростями волн определяли по временному сдвигу между огибающей импульса и одним из экстремумов синусоидального заполнения импульса. Способ оказался на порядок более чувствительным к числу циклов нагружения по сравнению с измерением абсолютных скоростей.

Расчет накопленных усталостных повреждений, выполненный

Анализ накопленных усталостных повреждений проводили с использованием следующих факторов:

Таблица 58. Результаты расчета накопленных усталостных повреждений

После перевода в напряжения данных о давлении и температуре штатных датчиков первого контура, вьщеляли циклы по методу «дождя» в соответствии с ГОСТ 25.101-83. Выделенные циклы изменения напряжений являются основой для расчета накопленных усталостных напряжений, остаточного ресурса, кинетики несплошностей и динамики изменения надежности.

Уравнение (2.10) по существу показывает соотношение предельно накопленных усталостных (первое слагаемое) и квазистатических (второе слагаемое) повреждений, а также описывает кинетику накопления повреждений при произвольном режиме малоциклового деформирования.

Для уменьшения влияния неполноты данных о нагруженности резервуаров за предшествующий осмотру период расчеты накопленных усталостных повреждений проведены для максимальных значений частоты и амплитуды циклических нагрузок, полученных при анализе режимов нагружения (см. пп. 1.3).

Сопоставляя соотношение (5.46) с формулой (5.38) заключаем, что расчет долговечности и расчет накопленных усталостных повреждений при методе размахов может быть выполнен по формулам метода пересечений, если в них вместо стандарта процесса S подставить его расчетное значение S/k, а период процесса по нулям 1 заменить периодом процесса по экстремумам ?э — Ilk.