Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Повышение достоверности визуального контроля поврежденных элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-4-44-55

Полный текст:

Аннотация

   Подготовленная автором статья представляет собой исследование влияния цвета, отделки поверхности и формы вмятин на надежность визуального контроля 3D-вмятин на поверхности, которые образуются при повреждении эпоксидных композиционных материалов, армированных углеродным волокном, вследствие ударов. В данной статье представлен анализ влияния цвета поверхности элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов, на надежность визуального контроля. Приведены результаты испытаний. Используя эти значения, можно определить профили сечения поверхностных дефектов, вызванных ударами с энергией в пределах диапазона от 5 до 80 Дж. В новых конструкциях воздушных судов, которые введены в эксплуатацию на сегодняшний день, содержится 50 % и более от массы планера композиционных материалов, а также используются монолитные композиционные панели из углепластика для обшивки фюзеляжа. Композит из углепластика особенно чувствителен к снижению прочности на сжатие после удара, а окружающая среда, в которой эксплуатируются воздушные суда, характеризуется наличием множества источников ударных повреждений. Примеры внешнего вида поверхности реальных композиционных конструкций самолета при ударе являются конфиденциальной информацией. В доступной литературе, касающейся повреждения композиционных материалов от ударов, основное внимание уделено испытаниям на удар с использованием полусферических ударных элементов, обычно диаметрами Ø 15, 20 или 25 мм, информация по испытаниям образцов большего размера не представлена. Нет опубликованных исследований повреждений от ударов для монолитных, полностью готовых композиционных материалов из углепластика.

Об авторе

И. А. Давыдов
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации
Россия

Искандар Ахтамович Давыдов, ассистент

кафедра авиационной техники и диагностики

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Амелина Е. В. О нелинейном деформировании углепластиков: эксперимент, модель, расчет / Е. В. Амелина [и др.] // Вычислительные технологии. – 2015. – Т. 20, № 5. – С. 27–52.

2. Васильев В. В. Механика конструкций из композиционных материалов / В. В. Васильев. – М.: Машиностроение, 1988. – 264 с.

3. Иванов Д. А. Композиционные материалы в современной авиации, использование и контроль за их состоянием в эксплуатации / Д. А. Иванов [и др.] // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. – 2019. – № 4 (25). – С. 108–121.

4. Давыдов И. А. Анализ надежности визуального осмотра композиционных конструкций самолетов и пошаговая его реализация / И. А. Давыдов [и др.] // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. – 2020. – № 4 (29). – С. 121–136.

5. Каблов Е. Н. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области расплавных связующих для полимерных композиционных материалов / Е. Н. Каблов [и др.] // Полимерные материалы и технологии. – 2016. – Т. 2, № 2. – С. 37–42.

6. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России / Е. Н. Каблов // Интеллект и технологии. – 2016. – № 2 (14). – С. 16–21.

7. Молчанов Б. И. Свойства углепластиков и области их применения / Б. И. Молчанов, М. М. Гудимов // Авиационная промышленность. – 1997. – № 3–4. – С. 22–26.

8. Низина Т. А. Моделирование влияния актинометрических параметров на изменение декоративных характеристик эпоксидных композитов, экспонирующихся в натурных условиях / Т. А. Низина [и др.] // Региональная архитектура и строительство. – 2015. – № 2 (23). – С. 27–36.

9. Раскутин А. Е. Российские полимерные композиционные материалы нового поколения, их освоение и внедрение в перспективных разрабатываемых конструкциях / А. Е. Раскутин // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – № S. – С. 349–367. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-349-367

10. Раскутин А. Е. Термостойкие углепластики для конструкций авиационной техники, эксплуатирующихся при температурах до 400 °С: дис. … канд. техн. наук / А. Е. Раскутин. – М., 2007. – 166 с.

11. Семин М. И. Расчеты соединений элементов конструкций из композиционных материалов на прочность и долговечность / М. И. Семин, Д. В. Стреляев. – М.: ЛАТМЭС, 1996. – 294 с.

12. Старцев В. О. Климатическая стойкость полимерных композиционных материалов и защитных покрытий в умеренно теплом климате: дис. … докт. техн. наук / В. О. Старцев. – М.: ВИАМ, 2018. – 308 с.

13. Старцев О. В. Акустическая спектроскопия полимерных композитных материалов, экспонированных в открытом космосе / О. В. Старцев [и др.] // Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. Барнаул, 12–14 сентября 1996 г. – Барнаул: Изд-во АГУ, 1997. – С. 32–39.

14. Старцев В. О. Измерение показателей рельефа поверхности при изучении старения и коррозии материалов. 1. Российские и зарубежные стандарты / В. О. Старцев, М. П. Лебедев, А. С. Фролов // Все материалы : Энциклопедический справочник. – 2018. – № 6. – С. 32–38.

15. Тарнапольский Ю. М. Методы статических испытаний армированных пластиков / Ю. М. Тарнапольский, Т. Я. Кинцис. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Химия, 1981. – 272 с.

16. Abdallah E. A. Experimental analysis of damage creation and permanent indentation on highly oriented plates / E. A. Abdallah, C. Bouvet, S. Rivallant, B. Broll, and J. Barrau // Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69, iss. 7–8. Pp. 1238–1245. DOI: 10.1016/j.compscitech.2009.02.029

17. Davies G. A. O., Zhang X. Impact damage prediction in carbon composite structures // International Journal of Impact Engineering. 1995. Vol. 16, iss. 1. Pp. 149–170. DOI: 10.1016/0734-743X(94)00039-Y

18. Kingdom F. A. A. Perceiving light versus material // Vision research. 2008. Vol. 48, iss. 20. Pp. 2090–2105. DOI: 10.1016/j.visres.2008.03.020

19. Mitrevski T. Low-velocity impacts on preloaded GFRP specimens with various impactor shapes / T. Mitrevski, I. H. Marshall, R. S. Thomson, R. Jones // Composite Structures. 2006. Vol. 76, iss. 3. Pp. 209–217. DOI: 10.1016/j.compstruct.2006.06.033

20. Psymouli A., Harris D., Irving P. The Inspection of composite aircraft structures: a signal detection approach // Human Factors and Aerospace Safety. 2005. Vol. 5, no. 2. Pp. 91–108.

21. Валуева М. И. Мировой рынок высокотемпературных полиимидных углепластиков (обзор) / М. И. Валуева [и др.] [Электронный ресурс] // Труды ВИАМ. – 2019. – № 12 (84). – С. 67–79. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-12-67-79 (дата обращения: 25. 03. 2022).


Рецензия

Для цитирования:


Давыдов И.А. Повышение достоверности визуального контроля поврежденных элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов. Научный вестник МГТУ ГА. 2022;25(4):44-55. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-4-44-55

For citation:


Davydov I.A. Improving the reliability of a visual inspection of damaged aircraft structural components made of composite materials. Civil Aviation High Technologies. 2022;25(4):44-55. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2022-25-4-44-55

Просмотров: 182


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)