Реєстраційний номер
0825U001660, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
03-07-2025
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Наукові оcнови забезпечення ресурсу конструктивних елементів крила регіонального пасажирського літака
Здобувач
Сунь Іфан --,
Керівник Гребеніков Олександр Григорович
Опонент Сорокін Володимир Федорович
Опонент Сметанкіна Наталя Володимирівна
Рецензент Тараненко Ігор Михайлович
Рецензент Філіпковський Сергій Володимирович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут"
Опис
Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної проблеми виготовлення нової конкурентоспроможної авіаційної техніки шляхом дослідження методу розрахунку на міцність і подовження втомної довговічності фітингового з’єднання між центропланом і від’ємною частиною крила регіонального літака. Вибір мети зумовлений необхідністю авіабудівників впроваджувати проектування міцності крила та опору втоми на всіх етапах життєвого циклу літака та оновлювати існуючі методи проектування з урахуванням сучасного рівня науки і техніки для підвищення конкурентоспроможності своїх розробок.
Зона з’єднання кореневої частини крила регіонального літака є ключовою частиною розподілу навантаження між крилом і фюзеляжем.
Розглянуто та проаналізовано тенденцію розробок фітингових з’єднань між центропланом і від’ємною частиною крила регіонального літака у світі, узагальнено та класифіковано конструкцію фітингового з’єднання, а також порівняно та проаналізовано переваги та недоліки, надано рекомендації щодо вибору та проектування з’єднання центроплана і від’ємної частини крила різних регіональних літаків. Після підсумків та аналізу пропонується метод проектування фітингового з’єднання в кореневій частині крила. Відповідно до цього методу вибирається форма з’єднання рами з гребінчастим профілем для створення моделі фітингового стику між центропланом і від’ємною частиною крила.
Для судження про раціональність розрахунку на міцність фітингового з’єднання вперше запропоновано ефективне рішення розрахунку конструкції, якості та статичної міцності з’єднання на етапі моделювання. Цей метод заснований на розрахунку напруги, викликаної дискретністю передачі зусилля між вузлами. Цей метод розрахунку дозволяє отримати спрощену модель гіперстатичного з’єднання на основі геометричних характеристик і характеристик передачі зусиль кожної вузлової секції в конструкції фланцевого з’єднання. У процесі розрахунку визначено криві згинального моменту та повздовжньої сили, отримані методом сил, і розподіл силового навантаження кожної частини моделі для подальшого аналізу статичної міцності. Отримані результати розрахунків порівнюються з вимогами стандартів льотної придатності для визначення відповідності вимогам конструкції. У той же час програмне забезпечення кінцевих елементів ANSYS використовується для того, щоб вперше запропонувати непрямий метод розрахунку напружено-деформованого стану фітингового з’єднання. Результати напруги та деформації, розраховані непрямим методом, порівнюються з результатами, розрахованими прямим методом, і результати в основному відповідають. Перевагами непрямого методу є невеликий об’єм обчислення та висока швидкість обчислення.
З метою подальшого підвищення втомної довговічності фітингового з’єднання, вплив глибини та кута екструдованої дугової канавки на довговічність панелі крила додатково вивчається за допомогою експериментів і методів моделювання кінцевих елементів на основі існуючих досліджень. Дослідження показує, що для крилових панелей із функціональними отворами екструдована дугова канавка може подовжити термін їх служби. Це пояснюється тим, що залишкова напруга, що утворюється після процесу екструзії, компенсує дію частини навантаження для зменшення характеристичного напруження. На довговічність панелі крила з функціональними отворами впливає глибина екструдованої дугової канавки. Якщо глибина становить 0 ~ 0,15 мм, втомна довговічність не збільшується; якщо глибина становить 0,15 ~ 0,3 мм, втомна довговічність значно подовжується; коли глибина перевищує 0,3 мм, втомна довговічність продовжується повільно. На довговічність панелі крила з функціональними отворами також впливає кут екструдованої дугової канавки. Зі збільшенням кута довговічність збільшується до оптимального кута 120°. Використання оптимально подовженої дугової канавки може збільшити втомний ресурс досліджуваної панелі крила більш ніж у 2,34 рази.
Для подальшого покращення втомної довговічності фітингового з’єднання досліджено експериментальними методами вплив екструдованої кільцевої канавки на втомну довговічність панелі крила з функціональними отворами. Дослідження показує, що для панелей крила літака з функціональними отворами екструдовані кільцеві канавки навколо функціональних отворів можуть покращити втомну довговічність панелей крила.
Експериментальними методами досліджено вплив екструдованої кільцевої канавки на довговічність двозрізних з’єднань панелей крила. Результати показують, що екструдовані кільцеві канавки можуть покращити довговічність двозрізних з’єднань. Довговічність двозрізних з’єднань із екструдованими кільцевими канавками приблизно в 2,28 рази перевищує довговічність двозрізних з’єднань без екструдованих кільцевих канавок. Антифретингова паста може покращити термін служби двозрізних з’єднань. Довговічність двозрізних з’єднань, покритих антифретинговою пастою, приблизно в 1,28 рази перевищує довговічність двозрізних з’єднань без цієї пасти.
Дата реєстрації
2025-05-12
Додано/оновлено в НРАТ
2025-05-12 / 2026-07-01
