Оценка несущей способности панели грузолюка самолета АН-124 после ремонта
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
т. е. углепластиков), которые по прочностным характеристикам значительно превышают традиционные металлические сплавы, были проведены исследования. Например, прочность однонаправленных углепластиков в продольном направлении больше в 2.5-4 раза, чем у обычных легких сплавов, что в сочетании с меньшей на 40% плотностью обеспечивает углепластикам большую в 4 и 6.5 раза удельную прочность соответственно при сжатии и растяжении.
Основные преимущества ПКМ:
исключительно высокие удельные прочностные и жесткостные характеристики;
управляемая в широких пределах анизотропия свойств, что позволяет ликвидировать неизбежную в тонкостенных металлических конструкциях избыточность конструктивной массы и создавать крупногабаритные изделия сложной формы с минимальным количеством деталей и крепежа;
высокая стойкость к виброаккустическим нагрузкам и атмосферным воздействиям;
возможность обеспечения повышенных требований к качеству и форме внешней поверхности.
Исходя из вышеперечисленного, для изготовления створки грузового люка был выбран ПКМ, а не металл.
ПКМ позволяют создавать конструкции с заранее заданными характеристиками, что обеспечивает снижение массы на 20 - 40%; повышение аэродинамического качества, коррозионной стойкости, живучести, ремонтопригодности; существенное уменьшение количества деталей и, соответственно, трудоемкости сборочных работ; увеличение полезной нагрузки (дальности полета) или экономию топлива.
1.3.1 Весовая эффективность применения углепластиков
Проведенные проектные и экспериментальные исследования по использованию углепластиков в конструкции самолета показывают на возможность снижения веса. При этом величина снижения зависит от сложности конструкции, геометрических размеров и уровня действующих нагрузок. Для слабонагруженных конструкций (передний отсек фюзеляжа), где толщина элементов определяется минимально допустимой толщиной материала, уменьшение массы может быть значительным, даже при непосредственном сравнении веса элементов из исходного материала и углепластика. В случае сильно нагруженных конструкций, требующих сложной схемы укладки слоев углепластика (корневая часть крыла с узлами стыковки к фюзеляжу), снижение веса может оказаться весьма небольшим. Типовое снижение веса конструкции для различных агрегатов самолета из условий прочности колеблется в пределах 20-30% (таблица 1.2). Если учесть требования по жесткости, предъявляемые к таким агрегатам, как крыло и оперение, то величина снижения веса увеличится.
Таблица 1.2
Снижение массы элементов конструкций из КМ по сравнению с металлическими
Элемент конструкцииСнижение массы, %Доля КМ, %Неподвижное крыло - обычное - треугольное 29 23.5 87 87Поворотное крыло2065Хвостовое оперение - пластина - ребро жесткости 23 30 79 79Фюзеляж2072Воздухозаборник - постоянного сечения - переменного сечения 22 20 80 80
1.4 Проблемы, возникающие при эксплуатации конструкций из КМ. Цели и задачи проекта
В процессе эксплуатации летательных аппаратов возможны повреждения отдельных участков планера. Замена поврежденного силового элемента требует конструктивного изменения ремонтируемого участка. При этом меняются прочность, жесткость и устойчивость силового элемента, увеличивается масса конструкции и возникает опасность нарушения внешних обводов несущих поверхностей. Основное требование, предъявляемое к ремонту любой конструкции, заключается в восстановлении необходимой прочности и жесткости.
Большой проблемой для конструкций из КМ является отслоение обшивок от заполнителя вследствие коррозионного поражения сотового заполнителя. Наличие отслоений в сотовых конструкциях связано, прежде всего, с попаданием влаги внутрь сотового агрегата. Попавшая внутрь сотовых агрегатов влага снижает прочность клеевых соединений, вызывает разрушение клеевого слоя и сотового заполнителя, приводит к увеличению массы и изменению центровки агрегатов, отслоению обшивок от сот, а при замерзании воды - к отрыву обшивки от сотового заполнителя, или разрушению агрегата в полете.
Физически процесс проникновения влаги в ПКМ заключается в следующем. Нити композиционных материалов состоят из пучков отдельных скрученных волокон ткани. Связующее, используемое при изготовлении материала, хорошо проникает в межниточное простанство сухой ткани, но почти не достигает отдельных волокон внутри нитей. Между тем, влага свободно проходит по волокнам внутри нитей и разрушает ПКМ изнутри. Происходит набухание волокон, нарушаются адгезионные связи между волокнами и нитями или отдельными слоями ПКМ, что приводит в конечном итоге к его разрушению.
Наиболее проблемными в этом плане являются створки заднего грузолюка. К ним можно добавить нижние панели обтекателя шасси, люк ФН-1, по которым имелись пока единичные случаи разрушения обшивок в полете.
Настоящая работа посвящена определению напряженно-деформированного состояния боковой створки заднего грузолюка самолета АН-124 Руслан, а также определению допустимой площади повреждения сотового заполнителя вследствие поражения коррозией при существующих ремонтах створки.
Отслоение и разрушение обшивок происходит не только в клетках между поперечными балками, но и на консольных частях створок, причем, на передней консольной части створки гораздо чаще, чем между балками. Причины отслоений обшивок от сот могут быть следующие:
1.Попадание воды во внутреннюю полость створки с по?/p>