г. Жуковский
Zhukovsky, Moscow Region, 140180
Проведен анализ кинетики напряженно-деформированного состояния по данным тензометрии как один из методов мониторинга целостности авиационной конструкции и перспективный способ обеспечения безопасности при длительной эксплуатации авиационной техники. Представлены преимущества мониторинга состояния с помощью бортовых систем перед комплексом работ, направленных на поддержание летной годности, которые заключаются в основном в периодических осмотрах. Показаны результаты применения мониторинга при исследовании усталостных характеристик элементов авиаконструкций в ЦАГИ. Исследование проводили на образцах продольных стыков фюзеляжа. Рассмотрено несколько типов усталостных повреждений, характерных для эксплуатации продольных стыков, и проведена оценка возможности обнаружения дефектов путем контроля местного напряженно-деформированного состояния при различных вариантах разрушения. При проведении исследования использовали данные о фронтах и скоростях распространения усталостных трещин, полученные методом количественной фрактографии. Оценена возможность контроля нескольких типовых конструктивно-технологических вариантов продольного соединения. Представлены результаты определения зон изменения НДС в несущем листе с одной магистральной трещиной, что является наиболее типичным усталостным повреждением продольных фюзеляжных стыков. По результатам исследования предложены оптимальные места расположения датчиков для контроля целостности соединения. Исследования подтверждают, что метод мониторинга повреждений конструкции по данным тензометрии может успешно применяться в ресурсных испытаниях и имеет перспективу использования в эксплуатации при поддержании целостности стыков и других мест ограниченного доступа методами инструментального неразрушающего контроля.
Analysis of the kinetics of the stress-strain state was carried out using data of tensometry as one of the methods for monitoring the integrity of the aircraft structure and a promising approach to ensure safety of aviation equipment during long-term operation. The advantages of condition monitoring using on-board systems prior to routine procedures aimed at maintaining the airworthiness (which consist mainly in periodic inspections) are presented. The results of using monitoring when studying the fatigue characteristics of the aircraft structure elements at the Central Aerohydrodynamic Institute (Russia) are shown. The study was carried out on samples of longitudinal fuselage joints. Several types of fatigue damages typical for operation of longitudinal joints are considered. The possibility of detecting defects by monitoring of the local stress-strain state with the help of strain gauges under various modes of destruction is assessed. Data on the of fracture surfaces of the damaged elements, fronts and crack propagation rates corresponding to different number of applied cycles were used. The assessment of the controllability of several typical structural and technological variants of longitudinal joints is presented. The results of determining zones of changes in stress-strain state in a bearing sheet with a single main crack are presented, which is the most typical fatigue damage to the longitudinal fuselage joints. The optimal location of the sensors for monitoring the integrity of the joint is proposed. Studies proved that the method of structural health monitoring using tensometry data can be successfully applied to tests for durability and has a prospect of being used in maintaining the integrity of joints and other places of limited access by instrumental non-destructive test methods.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.