243 / 397
Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
243
На основе обработки данных получены следующие функциональные зависимости
скорости роста трещин (мм/ч) от времени их роста (ч):
. 10 811 .9 10 066 .1
10 855 .1
10 184 .8
; 255 .0 10 722 .5
10 364 .1
10 386 .8
3
3
25
38
3
24
37
t
t
t
v
t
t
t
v
ширина
длина
(2)
В приведенной ниже таблице 3 представлены сведения о приросте ресурса лопастей с
учетом времени докритического роста усталостной трещины на примере 10 образцов из чис-
ла прошедших испытания.
Таблица 3
№
об-
раз-
ца
Исходный
ресурс, ч
Время медленного
роста трещины, ч
Максимальная
скорость рос-
та трещины,
мм/ч
Прирост
ресурса,
%
1
182
1,834
9,1
2
196
2,451
9,8
3
171
1,438
8,55
4
153
0,941
7,6
5
145
0,773
7,2
6
162
1,168
8,1
7
186
1,997
9,3
8
144
0,755
7,2
9
103
0,314
5,1
10
2000
154
0,964
7,7
Выводы
При базе испытаний
7
106,1
N
циклов нагружения максимальное значение напря-
жения, при котором в образцах лопастей не развиваются усталостные трещины, составляет
МПа
94,76
1
. При превышении данного значения начинается медленный рост усталост-
ной трещины, который продолжается в среднем 165 часов. Минимальное время роста соста-
вило 103 часа, это равняется 5,1% от исходного срока эксплуатации лопасти (2000 часов). В
лопастях, в которых трещина развивалась более 200 часов, скорость ее роста превышала 2,6
мм/час, что создало бы опасность ее разрушения при эксплуатации.
Полученные данные могут быть использованы для увеличения срока службы лопа-
стей, а также оптимизации технологии их производства на ЗАО «Улан-Удэнский лопастной
завод».
Литература:
1.
Бохоева Л. А., Курохтин В. Ю., Жерлова Е. А. Исследование роста трещин в изделиях авиационной
техники на основе натурных испытаний // Сборник научных трудов. Серия: механика конструкций и материалов
(композиционные материалы и наноматериалы). 2016. Вып. 1. С. 57-68.
2.
Курохтин В. Ю. Определение усталостных характеристик лопасти винта вертолета на основе стендовых
испытаний // Проблемы механики современных машин: материалы VI международной конференции. 2015. Т. 1. С.
173-177.
3.
Хажинский Г. М. Основы расчетов на усталость и длительную прочность. М.: Ленанд, 2016. 168 с.
4.
Бохоева Л. А., Рогов В. Е., Курохтин В. Ю., Перевалов А. В., Чермошенцева А. С. Определение
ресурсных характеристик изделий авиационной техники на основе стендовых испытаний с использованием
компьютерных технологий на примере лопасти винта вертолета // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 4. С. 36-
42.
5.
Зуев Л. Б., Данилов В. И. Физические основы прочности материалов. Долгопрудный: Интеллект, 2013.
376 с.
6.
Небелов Е. В., Потоцкий М. В., Родионов А. В., Горский А. Н. Механизм развития повреждений
лопастей воздушного винта из композиционных материалов при воздействии поражающих элементов // Вестник
Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 26-31.
7.
Потапов С. Д., Перепелица Д. Д. Исследование влияния остаточных напряжений в зоне расположения
трещины на скорость ее роста при циклическом нагружении // Вестник Московского авиационного института. 2014.
Т. 21. № 1. С. 104-110.