Определение долговечности образцов, моделирующих продольные и поперечные стыки фюзеляжа самолета МС-21

Aircraft airworthiness maintenance is carried out by a number of measures guaranteeing safe operation. TsAGI, SibNIIA, GosNIIGA and other organizations with a highly-efficient laboratory base conduct tests and studies of structures and structural elements to determine or extend the operational life in stages. The tests require the capability to recreate complex loading spectra and they can be lengthy and expensive. One of the main problems encountered during testing is its forcing. Forcing reduces the test time while maintaining the equivalence of the fatigue damage and structural failure accumulation mechanisms under real and model loading. For every stage, the operational life limit and durability, guaranteeing flight safety, are determined on the basis of laboratory tests, operation tests and prediction of expected operating conditions. At every stage, information about the emerging defects is accumulated, additional tests are carried out and technical measures, determining the aircraft structure or structural elements operational life and durability, are developed, and design, manufacture, maintenance and repair deficiencies are identified. One of the key issues is the fracture mechanics, which the assessment of the aircraft structures survivability is based on. The fatigue failure mechanism depends on many factors: operational load or its model; stress condition that occurs during testing; the material, which the structural elements are made of. Fatigue failure begins with the microcracks in the structural element weakened area. Under the loads action, often being a random process, the cracks propagation is quite intense and it leads to the destruction of the structure. To determine the durability of the samples, modeling the MS-21 fuselage longitudinal and cross joints, theoretical calculations and experimental studies were carried out, and it allowed to judge about the compliance of the results obtained by the loaded hole.Поддержание летной годности воздушных судов осуществляется рядом мероприятий, гарантирующих безопасную эксплуатацию. ЦАГИ, СибНИИА, ГосНИИГА и другие организации, обладающие высокоэффективной лабораторной базой, проводят испытания и исследования конструкций и элементов конструкций для установления или продления ресурса поэтапно. Испытания требуют возможности воссоздания сложных спектров нагружения и могут являться длительными и дорогостоящими. Одна из основных проблем, возникающих при испытаниях, оказывается их форсирование. Форсирование сокращает время испытаний при сохранении эквивалентности механизмов накопления усталостных повреждений и разрушения конструкции при реальном и модельном нагружении. Для каждого этапа на oснoве лабoратoрных испытаний, испытаний в прoцессе эксплуатации и прoгнозирования ожидаемых условий эксплуатации определяется величина ресурса и срок службы, гарантирующий безопасность полетов. Учитывая инфoрмацию о появлении дефектов, накапливаемых нa каждoм этапе, прoвoдятся допoлнительные испытания и разрабатываются тeхничеcкие мерoпpиятия, котopые определяют ресурс и сpoк службы авиакoнстpукции или элементов конструкции, выявляются недостатки пpoeктирования, изготовлeния, техничeского oбслуживания и peмонта. Одним из ключевых вопросов является механика разрушения, на которых основывается оценка живучести авиаконструкций. Механизм усталостного разрушения зависит от многих факторов: эксплуатационной нагрузки или ее модели; напряженного состояния, которое возникает во время испытаний; материала, из которого изготовлены элементы конструкции. Усталостное разрушение начинается с появления микротрещин в ослабленном месте элемента конструкции. При действии нагрузок, часто представляющих собой случайный процесс, развитие трещин идет достаточно интенсивно и приводит к разрушению конструкции. Для определения долговечности образцов, моделирующих продольные и поперечные стыки фюзеляжа самолета МС-21, были проведены теоретические расчеты и экспериментальные исследования, что дало возможность судить о соответствии полученных результатов по нагруженному отверстию