CONTRIBUTII PRIVIND INFLUENTA IMBINARILOR LA ESTIMAREA RESURSEI TEHNICE A STRUCTURILOR DE AVIATIE

CONTRIBUTII PRIVIND INFLUENTA IMBINARILOR LA ESTIMAREA RESURSEI TEHNICE A STRUCTURILOR DE AVIATIE

Dintre factorii care influenteaza durata de viata a unui avion, oboseala reprezinta cel mai frecvent si periculos fenomen. Fenomenul de oboseala apare in special in timpul exploatarii organelor de masini supuse solicitarilor variabile in timp sau repetate De obicei, fisurile incep in locuri nevizibile la contactul intre placi. In cele mai multe dintre cazurile de cedare ale structurilor de aviatie, cauzele avariilor au fost localizate la nivelul asamblarilor nituite unde, ca urmare a regimului de functionare cu solicitari variabile se initiaza si se dezvolta fisuri, care in timp, prin propagare si jonctionare, diminueaza rezerva de rezistenta a structurii pana la valoarea critica. Calculul la oboseala al imbinarilor nituite, este absolut necesar deoarece adeseori fisurile cauzate de acest fenomen sunt la originea unor grave accidente aviatice.

In cadrul cercetarilor experimentale s-a realizat un experiment care include un numar de incercari la oboseala, sub incarcare constanta pe mai multe epruvete din duraluminiu. S-au examinat epruvetele atat in timpul incercarilor cat si dupa producerea ruperii, pentru a putea urmari initierea si propagarea fisurii prin oboseala. Pentru aceasta, pe suprafata epruvetelor s-a trasat o retea structurata cu pasul constant de 1mm. Rata dezvoltarii fisurilor a fost determinata prin masurari periodice ale lungimii fisurilor vizibile produse. Epruvetele au fost supuse unei solicitari axiale cu ciclu oscilant pozitiv, cu un factor de asimetrie R = 0.1. reducand treptat valoarea lui     σ_max si determinand pentru fiecare caz numarul de cicluri la care s-a produs ruperea. Acestea au fost testate pe dispozitivul de incercat la oboseala, realizat prin modificarea unei masini de incercat mase plastice, din dotarea Laboratorului de rezistenta materialelor din ATM, "Flexometru FR-3" careia i s-a reproiectat partea superioara. Rezultatele obtinute au fost trecute in tabele si s-au trasat curbele rezistentei la oboseala.

Dupa experimentele fizice au fost facute experimente numerice care sa anticipeze comportarea la oboseala a imbinarilor nituite. Aceasta parte a tezei a avut drept scop constructia unui model de elemente finite pentru predictia durabilitatii si a prevenirii riscului de avarie prin fisuri multiple. A fost facuta o simulare numerica tridimensionala cu elemente finite pe o asamblare cu un rand de nituri, solicitata la tractiune longitudinala. Campul de tensiune obtinut localizeaza, fara echivoc, zona de initiere a fisurii, pe marginile gaurilor, la contactul dintre placi. Deoarece lucrul cu un model tridimensional necesita un efort mare de calcul, pentru satisfacerea nevoilor actuale de calcul in domeniul structurilor de aeronave, cu asamblari nituite, s-a impus realizarea modelului bidimensional al initierii si propagarii fisurii.

Existenta unei regularitati in repartitia niturilor in asamblare a permis definirea unei celule unitare care include un nit si domeniul vecin din asamblare. Cele doua placi, anterioara si posterioara au fost discretizate cu reteaua de baza de elemente finite cu densitate variabila. S-a facut o analiza comparativa a campurilor de tensiune stabilita pe doua modele si a erorii care sa permita simplificarea modelarii cu elemente finite a asamblarilor nituite prin adoptarea proprietatilor liniar elastice pentru material.

In ultimul capitol sunt evidentiate concluziile rezultate din baza de date, din incercarile proprii si din simularile numerice, contributiile personale care au fost necesare pentru rezolvarea unor probleme concrete si evidentiate oportunitatile de aprofundare a studiului prin deschiderea unor directii de cercetare teoretica si experimentala.