Повышение точности оценки численного прогнозирования усталостной долговечности высоконагруженных зон конструкций самолётов с использованием модифицированных кривых усталости
В практике расчёта ресурса летательных аппаратов (ЛА) отечественные и зарубежные фирмы широко применяют коэффициенты коррекции, позволяющие учитывать конструктивные и технологические особенности реальной конструкции. При определении усталостной долговечности элементов самолётов по традиционной методике, основанной на применении коэффициентов коррекции, не всегда можно получить результаты, соответствующие стендовым ресурсным испытаниям. В связи с чем, были проведены исследования по совершенствованию традиционной методики расчёта ресурса высоконагруженных зон посредством использования модифицированных кривых усталости. При отнулевых циклах нагружения были получены уравнения кривых усталости в зависимости от теоретического коэффициента концентрации напряжений, толщины образцов, температуры испытаний, частоты нагружения, технологии изготовления и так далее. Расчёт усталостной долговечности с использованием модифицированных кривых усталости осуществлялся по традиционной методике, но для учёта конструктивных и технологических факторов была проведена коррекция кривых усталости на основе зависимостей, полученных при анализе изменения коэффициентов уравнений регрессии. Предложенная методика проверена при расчёте усталостной долговечности шассийной балки маневренного самолёта, нижних стыковочных фитингов отъёмной части крыла лёгкого самолёта (ОЧК) и зоны крепления нервюры с фитингом по лонжерону кессона гражданского самолёта. При проведении численного анализа были разработаны конечно-элементные модели (КЭМ), отражающие конструктивные особенности элементов конструкций. Расчётное нагружение осуществлялось в соответствии с Программой проводимого эксперимента. Корректность численных исследований подтверждена результатами стендовых испытаний элементов конструкций летательных аппаратов. Проведённые исследования позволяют сделать вывод, что при использовании модифицированных кривых усталости удаётся снизить расхождение стендовых и расчётных значений долговечности более чем в два раза.