автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.03, диссертация на тему:Обоснование путей повышения усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами

РУДЗЕЙ Галина Федоровна

На правах рукописи

ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЗАКЛЕПОЧНЫХ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Специальность 05 07 03 - Прочность и тепловые режимы летательных

аппаратов

Автореферат диссергации на соискание ученой степени доктора технических наук

0031Б8231

Новосибирск, ¿007

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С А Чаплыгина», г Новосибирск

Научный консультант доктор технических наук, старший научный

сотрудник

Белов Василий Кириллович Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Соснин Олег Васильевич

доктор технических наук, доцент Тихомиров Виктор Михайлович

доктор технических наук, профессор Филимонов Борис Петрович

Ведущая организация ФГУП «Центральный аэрогидродинамический

институт имени профессора Н Е Жуковского», г Жуковский

Защита состоится « 01 » ноября 2007 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212 173 07 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу 630092, г Новосибирск, пр. К Маркса, 20

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу университета

Автореферат разослан « /3 » сел/ 7~ ¿г^/Ь¿7 2007 г

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент / Никитин Ю В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Проблема обеспечения долговечности пассажирских и транспортных самолетов является одной из основных проблем современного самолетостроения Обеспечение долговечности авиационной техники является комплексной задачей, которая на стадиях проектирования, производства и эксплуатации изделия решается различными методами Анализ современного состояния проблемы показал, что значимый вклад в обеспечение ресурса изделий вносит технология производства С помощью научно обоснованных методов производства можно добиваться обеспечения требуемых характеристик усталостной долговечности, коррозионной стойкости, живучести элементов конструкций, снижения характеристик рассеяния Поэтому в лабораторных условиях требуется проведение широкого экспериментального моделирования по изучению влияния технологических и эксплуатационных факторов на характеристики статической прочности, усталостной долговечности, коррозионной стойкости ответственных конструктивных элементов, заклепочных, болтовых и сварных соединений Для информационной поддержки изделий на стадии проектирования и производства необходимо создание на основе ИПИ-технологий баз данных по результатам исследований Пренебрежение предварительными научными исследованиями при внедрении или модернизации технологий приводит к заведомо ранним разрушениям элементов конструкций и, как следствие, удорожанию их эксплуатации Эти идеи отражены в работах многих ведущих авиационных исследователей АФ Селихова, В Л Райхера , В Г Лейбова, А Воробьева, Г И Нестеренко, В Н Стебенева, Б И Олькина, Т С Родченко, А Г Братухина С А Вигдорчи-ка, В И Абрамова, Н И Баранова, Г В Новожилова, М А Погосяна, О С Сироткина, В Г Подколзина, А Н Петухова, В И Шабалина и других

Актуальность задач обеспечения долговечности на стадии производства возросла в последние годы в связи с негативной тенденцией деградации отечественного производства, свойств материалов, а также необходимостью обеспечения безопасной эксплуатации стареющих самолетов К настоящему времени ряд отечественных летательных аппаратов (самолеты Ил-18, Ил -62, Ил-86, Ту-154Б-2, Ту-134А, Як-40, Як-42, Ан-12, вертолеты Ми-2, Ми-4, Ми-6, Ми—8, Ка-26, Ка-28 и другие) существенно превысили проектные ресурсы и сроки службы Их дальнейшая эксплуатация возможна за счет обеспечения качества ремонтных и регламентных работ, научно обоснованных и доработанных с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности Следует отметить и следующее обстоятельство По зарубежным требованиям ресурс пассажирского самолета должен достигать 60 и более тысяч часов налета Отставание в длшельности назначенного ресурса приводит к снижению конкурентоспособности отечественной техники, экономическим потерям Отмеченные проблемы определяют актуальность темы диссертации и задач, связанных с обоснованием путей повышения усталостной долговечности соединений технологическими методами Работа выпол-

нялась в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2007 годы и на период до 2015 года»

Исследования проведены на натурных образцах с предварительно не деформированными и дорнированными отверстиями, а также образцах сварных и заклепочных соединений Выбор типа образцов объясняется тем, что ресурс конструкций самолетов ограничивается в большинстве случаев усталостью продольных стыков панелей нижней поверхности крыла и усталостью продольных стыков внахлест обшивки фюзеляжа В этих стыках образуются трудно контролируемые многоочаговые трещины Кроме того, создание соединений по трудоемкости составляет около 60 процентов трудоемкости изготовления летательных аппаратов

Целью диссертационной работы является повышение усталостной долговечности и стойкости к взаимодействию факторов внешней среды заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций.

Для достижения цели в работе были поставлены и решены следующие задачи

1 Экспериментально установить закономерности распределения остаточных напряжений различного происхождения в области типовых для летательных аппаратов концентраторов напряжений свободного отверстая, отверстия после дорнирования, в сварных и заклепочных соединениях из алюминиевых сплавов Изучить релаксационные процессы под влиянием эксплуатационных и технологических факторов

2 Экспериментально исследовать механизм влияния остаточных напряжений, создаваемых технологическими методами на стадии производства, на сопротивление усталости, герметичность, коррозионную стойкость конструктивных элементов

3 Выявить особенности разрушения сварных и заклепочных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и стали в условиях, моделирующих эксплуатационные С помощью регрессионного анализа установить общие закономерности усталостного разрушения элементов конструкций

4 Научно обосновать способы повышения усталостной долговечности конструктивных элементов технологическими методами

Создать основу для системы информационной поддержки изделий на стадии проектирования и производства по влиянию технологических факторов на усталостную долговечность элементов авиационных конструкций

5 Усовершенствовать методики экспериментальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, определения остаточных напряжений в области концентраторов напряжений

Научная новизна работы:

1 Научно обоснованы способы повышения усталостной долговечности элементов конструкций технологическими методами, основанными на формировании благоприятных остаточных напряжений в области концентраторов напряжений, определены допустимые области их использования

Экспериментально показано, что увеличение сопротивления усталости на порядок и более сварных соединений из алюминиевых, титановых сплавов

и сгалей возможно также за счет получения качественного сварного соединения, автоматизации процесса сварки, отработки технологии сварки, включающей выбор присадочной проволоки, применение флюса и другое

2 Впервые комплексно экспериментально исследованы остаточные напряжения в области свободного отверстия, отверстия после лорнирования, постановки крепежа с гарантированным натягом, а так же в точечном и шовном сварном соединении из алюминиевых сплавов Установлены зависимости величины остаточных напряжений от внешней нагрузки, типа концентратора напряжений, величины натяга по контуру отверстия, механических характеристик алюминиевых сплавов Изучены процессы релаксации остаточных напряжений при воздействии перерывов в испытаниях, циклических нагрузок, повышенной температуры Произведена оценка влияния остаточных напряжений в области концентраторов напряжений на сопротивление усталости, кинетику усталостных трещин, герметичность, коррозионную стойкость конструктивных элементов

3 Методом регрессионного анализа выявлена общая зависимость между коэффициентами уравнений =/ (1§ <ттлч) гладких образцов, образцов с отверстием, образцов сварных и заклепочных соединений из авиационных конструкционных сплавов при отнулевых циклах растяжения в рабочем диапазоне эксплуатационных воздействий Для образцов сварных соединений из сплава 1201Т1 установлена зависимость между коэффициентами аналогичных уравнений при асимметричных циклах нагружения с отличным от нуля максимальным напряжением цикла растяжения (при различных значениях относительного среднего напряжения цикла) Использование установленных зависимостей позволит в ряде случаев значительно сократить объемы усталостных испытаний конструктивных образцов на стадии проектирования изделий

4 Усовершенствованы методики эксперименгальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, развивающие ранее используемые методы и способе жующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок Применение высокоточных сеток на оптически прозрачном стекле при оптико-механическом способе измерения перемещений в области концентраторов напряжений позволило впервые комплексно исследовать остаточные напряжения на участках со значительным градиентом напряжений и научно обосновать способы повышения усталостной долговечности элементов конструкций технологическими методами, основанными на формировании благоприятных остаточных напряжений в области концентраторов напряжений

Практическая значимость работы?

1 На основании большого экспериментального материала в работе реализован системный подход к решению проблемы обеспечения долговечности сварных и заклепочных соединений тонкостенных конструкций технологическими методами

2 Произведена оценка влияния комплекса ¡ехнологических факторов баювых технодо!ических процессов на сопрожвлспие усIалоеIи консгрук-

тивных элементов, а именно ручной и автоматической сварки сплавов, применяемых в трубопроводных системах (титановые сплавы ПТ-7М, ВТ1-0, сталь 12Х18Н10Т), раскатки и термообработки труб со сварными соединениями, второго прохода при гелиево-дуговой сварке сплавав 1201Т1, АМгб, прогиба шва, смещения кромок, допустимых дефектов для сварного соединения 1 категории Результаты исследований использованы при оценке ресурса летательных аппаратов, выборе технологических цепочек производства конструктивных элементов Данные по влиянию дефектов сварных соединений на их сопротивление усталости позволяют дать научное обоснование нормированию дефектов с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности

3 По критериям статической прочности и ресурса доработаны и внедрены на предприятиях отрасли технологические процессы сварки глубоким проплавлением титанового сплава ВТ-23, магнитно-импульсного способа формообразования обечаек со сварными соединениями из сплава АМц, ремонтных доработок методом сварки деталей с поверхностными и торцевыми дефектами из сплавов ВНС-2, АЛ9, применения заклепок с компенсаторами, производства биметаллических композитов из алюминиевого (1201), титановых сплавов (ВТ1-0, ОТ4-0) и стали (12Х18Н10Т)

4 Разработана методика повышения усталостной долговечности типовых конструктивных элементов (полосы с отверстием, заклепочных соединений) с помощью многорядного локального пластического деформирования поверхности образцов в области концентраторов напряжений, позволяющая повысить усталостную долговечность заклепочных соединений до 4-х раз

5. С помощью экспериментального исследования остаточных напряжений в области постановки крепежа с натягом дано научное обоснование применения типа крепежа для обеспечения ресурсных характеристик заклепочных соединений

6 Исследованы способы герметизации заклепочных соединений тонкостенных конструкций с помощью герметизирующих прослоек По критерию усталостной долговечности рекомендованы наилучшие варианты герметизации

7 Подготовлены материалы для создания на основе ИПИ-технологий информационной справочной системы по влиянию технологических факторов на статическую прочность, усталостную долговечность материалов и элементов конструкций летательных аппаратов, которая может быть использована для оценки влияния технологии производства на характеристики долговечности соединений, доработки технологических процессов по критериям статической прочности и ресурса

Результаты исследований внедрены в ОАО «Туполев», ОАО «ОКБ им А С Яковлева», ОАО «НовосибНИАТ», ОАО «НАПО им В П Чкалова», ОАО «КнААПО», «ЭМЗ им В М Мясищева»

Положения, выносимые на защиту:

1 Обоснование способов повышения усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими

методами

2 Экспериментально установленные закономерности распределения и релаксации остаточных напряжений в области свободного отверстия, отверстия после дорнирования, постановки крепежа, в точечном и шовном сварном соединении из алюминиевых сплавов при воздействии эксплуатационных и технологических факторов

3 Экспериментально изученный механизм влияния остаточных напряжений в области концентраторов напряжений на характеристики долговечности конструктивных элементов из алюминиевых сплавов

4 Результаты экспериментальных исследований по оценке влияния комплекса конструктивных, технологических, эксплуатационных факторов на сопротивление усталости, герметичность, коррозионную стойкость, кинетику усталостных трещин конструктивных элементов, изготовленных с помощью технологических процессов, являющихся базовыми и особо ответственными в самолетостроении

5 Усовершенствованные методики исследований и статистической обработки экспериментальных результатов, развивающие ранее используемые методы и способствующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на следующих научных конференциях, симпозиумах и семинарах III научно-технической конференции по проблемам усталостной прочности авиационных конструкций (Новосибирск, 1986 г), VIII научно-технической конференции по ресурсу авиаконструкций (Жуковский, 1986 г), II Всесоюзной конференции «Современные проблемы строительной механики и прочности летательных аппаратов» (Куйбышев, 1986 г), VII Всесоюзном совещании по сварке и резке взрывом (Киев, 1987 г), Отраслевом семинаре по применению полимерных компенсирующих заполнителей (Новосибирск, 1988 г), X международной конференции по высокоэнергетической обработке материалов (Югославия, Любляна, 1989 г), VII Всесоюзном симпозиуме «Колебания упругих конструкций с жидкостью» (Новосибирск, 1992 г), III Всероссийской конференции «Ползучесть в конструкциях» (Новосибирск, 1995 г), IV Российско-китайской научно-технической конференции по проблемам авиационного ресурса (Новосибирск, 1995 г), IV Всероссийской конференции «Проблемы прочности и усталостной долговечности материалов и конструкций» (Новосибирск, 1997 г), Научно-технической конференции «Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири» (Новосибирск, 1997 г), Региональной научно-практической конференции «Транссиб 99» (Новосибирск, 1999 г), 5-ом международном научно-техническом симпозиуме «Авиационные технологии 21 века» (Жуковский, 1999 г), Региональной научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока Транссибу» (Новосибирск, 2002 г), 4-ой международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж, 2003 г), Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 60-летию отделений аэродинамики и прочности авиационных

конструкций (Новосибирск, 2004 г), Научной конференции «Мониторинг ЛА-2005» (Ташкент, 2005 г), Семинаре по обеспечению проектного ресурса планера регионального самолета ЗБ-МОО (Новосибирск, 2007 г)

Методы исследований, использованные при выполнении работы метод освобождения с применением оптико-механического (микроскоп МИМ-7) и тензометрического (тензометрическая измерительная система типа СИИТ-3, цифровой тензометрический мост ЦТМ-5) способов измерения перемещений, испытания по определению механических характеристик сплавов, статической прочности, усталостной долговечности, герметичности, коррозионной стойкости конструктивных элементов, исследования кинетики усталостных трещин (вихретоковые датчики трещин), металлографический и фрактогра-фический анализ изломов (микроскопы МИМ-8, МИМ-10), метод фотоупругих покрытий, статистические методы обработки результатов испытаний

Достоверность результатов работы основывается на научно обоснованном выборе методик исследований, хорошем совпадении результатов, полученных при контрольных экспериментах другими авторами, участии в исследованиях аттестованного персонала, на использовании серийного, аттестованного испытательного оборудования и поверенных средств измерений, на получении большого объема экспериментальных данных, обработанных с помощью методов математической статистики Обсуждение результатов осуществлялась в авиационных фирмах, на конференциях различного уровня Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена в научно-исследовательском отделении статической прочности и усталостной долговечности ФГУП «СибНИА им С А Чаплыгина» в соответствии с планами научных работ института Во всех экспериментах автор принимала непосредственное участие в качестве либо ответственного исполнителя, либо руководителя этапа, работы Автором осуществлялось планирование работы, разработка методик исследований, контроль за ходом усталостного эксперимента, непосредственное измерение перемещений с целью определения остаточных напряжений, обработка и анализ экспериментальных данных, обобщение полученных данных

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 43 печатных работы, в том числе 1 монография, 9 статей в журналах, включенных в Перечень ВАК, 9 статей в центральных научно-технических журналах, 15 статей в сборниках трудов, 9 статей в материалах всесоюзных, всероссийских или международных конференций и симпозиумов

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 192 наименований, приложения Общий объем основного текста 270 страниц, включая 103 рисунка, 31 таблицу

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении проанализированы различные аспекты обеспечения усталостной долговечности изделий на стадии производства Обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований

Дана общая характеристика работы, ее научная новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Анализ и совершенствование методик экспериментальных исследований и обработки результатов» изложены методики экспериментального определения статической прочности, усталостной долговечности, коррозионной стойкости, кинетики усталостных трещин, остаточных напряжений в области концентраторов напряжений и в поверхностном слое образцов Статические и усталостные испытания проведены на серийных машинах типа ГРМ-1, гОМ-Ри-Ю, УРМ-2000, МТБ-10, 1231-УЮ Диаграммы растяжения материалов записаны на машине 1231-УЮ или МТБ-10 с помощью экстензометров с базой измерений 10 мм Усталостные испытания проходили, как правило, на нескольких уровнях нагрузки Величина цикла нагружения задана непосредственно в параметрах силы или напряжения или в относительных величинах, например, Ктт = Р /Рр (<гтК( / <тр), где Рр (сгр) - разрушающая сила (напряжение) Исследование коррозионной стойкости образцов выполнено по традиционной методике при полном их погружении в 3-х процентный водный раствор хлористого натрия Развитие усталостной трещины отслеживалось визуально или с помощью вихретоковых датчиков трещин конструкции Г В Абабкова Апробирована методика изучения кинетики усталостных трещин в образцах сварных соединений с помощью этих датчиков Диаграммы развития усталостных трещин получены в виде зависимостей 1 = /(Ы) или = /(ДК), где 1 - длина трещины, N - число циклов нагрузки, Л\<Ш - скорость роста трещины, Д К - размах коэффициента интенсивности напряжений (КИН)

Д к — к тах - К т1п

Л"тт. Ят«- КИН, соответствующий минимальному и максимальному напряжению цикла При исследовании развития усталостной трещины в области отверстия коэффициенты интенсивности напряжений определены с учетом влияния отверстия, конечности ширины образца и в предположении роста двух симметричных трещин по обе стороны от отверстия Для плоского образца шириной 2Ь с центральной сквозной симметричной изолированной трещиной длиной 21 при одноосном повторном растяжении

где Л = 1/Ъ- относительная длина трещины, Я) - поправка на конечную ширину полосы Для вычисления поправки Я) использована поправка Вестер-гаарда - Ирвина (при 0 < X <0,7) и поправка Койтера (при 0,7 <Л< 1) Данные эксперимента аппроксимированы уравнением Пэриса

¿¡/¿Ы = с хЫСт

Коэффициенты \gcwm определены по методу наименьших квадратов из уравнения

\%((111<т) = \%>с + т\%(ЬК)

На образцах заклепочного соединения (с толщиной листа 1 мм) выполнено исследование развития усталостной трещины с помощью измерения по-

датливости соединения в процессе циклического нагружения на машине МТБ-10 Такой способ обнаружения трещины обусловлен тем, что усталостная трещина зарождалась на внутренней поверхности пластин в плоскости сопряжения элементов пакета, и зафиксировать момент появления трещины другим способом весьма затруднительно Испытания на герметичность заклепочных соединений в среде керосина в условиях циклического нагружения проведены с помощью специального приспособления Фиксация разгерметизации соединения осуществлялась по моменту появления течи, отпотеванию по крепежным точкам или по усталостной трещине на меловой обмазке внешней поверхности образца со стороны закладных головок заклепок

Наряду с кривыми усталости использованы коэффициенты влияния Коэффициент влияния — это отношение долговечности, получаемой при изготовлении детали по новой или модифицированной технологии, к долговечности, получаемой при изготовлении по традиционной технологии (Кв = уУн / ЛУ, или отношение долговечности образца соединения к долговечности гладкого образца Это сделано потому, что коэффициентами влияния удобно пользоваться технологам, конструкторам при отработке или выборе технологического процесса с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности

Для определения коэффициентов уравнений 1° N =/(^<хтах) использован регрессионный анализ В некотором диапазоне напряжений наблюдается линейная зависимость между исследуемыми величинами Методом наименьших квадратов найдены параметры а и Ъ функции у = а + Ьх, где у = 1^,

* = ^ Сшах-

При исследовании усталостных свойств материалов и элементов конструкций экспериментаторы сталкиваются со значительным разбросом долговечности По экономическим соображениям объемы выборок, как правило, малы Для повышения достоверности выводов автором уделено внимание совершенствованию методики проведения и обработки результатов усталостных испытаний Предложена методика изучения усталостных свойств конструктивных элементов из композиционных материалов при ступенчатом на-гружении с помощью эмпирической функции распределения усталостной долговечности, показывающей частоту разрушения при максимальных напряжениях цикла, не превышающих заданное значение Это позволило осуществлять сравнительный анализ усталостных разрушений, происходящих в разных образцах на различных ступенях программы нагружения Рассмотрены способы повышения надежности оценок усталостной долговечности элементов конструкций по результатам испытаний малых выборок. В ходе исследований установлено, что при усталостных испытаниях образцов на машинах отечественного производства для получения достоверного результата допустимым объемом выборки является п > 6 Качественный характер характеристик рассеяния усталостных свойств стальных и титановых образцов зависит от уровня максимального напряжения цикла и области «разрыва» кривых усталости Снижение и увеличение напряжений по сравнению с областью «разрыва» кривых усталости приводит к уменьшению величины

стандартного отклонения долговечности Экспериментально показано, что использование методов математической статистики, включающих проверку статистических гипотез при обработке результатов, применение однофактор-ного анализа с целью контроля надежности и стабильности эксперимента при одновременных усталостных испытаниях группы образцов в приспособлении, позволяют повысить достоверность выводов, точность проводимых исследований

Доработана методика определения остаточных напряжений в области концентраторов напряжений Методика основана на известном методе освобождения, в соответствии с которым удается вычислить остаточные напряжения, возникающие при пластическом деформировании, измерив перемещения по соответствующим направлениям при вырезке пластин из образца Процесс разгрузки в данном случае можно представить как приложение напряжения обратного знака Но из-за значительного градиента напряжений у концентраторов напряжений применение даже малобазных тензодатчиков приводило бы к осреднению результатов на базе измерения и значительным погрешностям Поэтому при измерении перемещений использован оптико-механический способ Поверхность образца предварительно полировали и с помощью микротвердомера ПМТ-3 на нее наносили реперные отпечатки (грузом 10 грамм) Для измерения линейных размеров до и после вырезки пластин использован микроскоп МИМ-7 (х360) С целью расширения базы измерений при указанном усилении применена высокоточная промышленная сетка для прицелов на оптически прозрачном стекле Использовался всегда один строго определенный участок сетки Перемещения на образце вычислены по приращениям расстояний между центрами реперных отпечатков и краями сетки после вырезки пластин с учетом размера ячеек (1x1 ±0,0005 мм) Относительная погрешность измерений не превышала ± 5 % Несмотря на высокую трудоемкость, методика позволила получить значения остаточных напряжений в области геометрически малых отверстий, заклепочных и сварных соединений Для исследований напряжений в сварных соединениях кроме оптико-механического способа измерения перемещений использован тензометрический способ с применением малобазных тензометрических датчиков типа КФТ 1П2-2-120 (база измерений 2 мм, коэффициент тензочувст-вительности 2,26, термокомпенсация до 120 °С) и тензометрическая измерительная система типа СИИТ-3 Относительная погрешность измерений не превышала ± 3 % В соответствии с методом освобождения, нормальные остаточные напряжения вычислены по формулам

Е Е

°°х = ~ Г^?"+ ц х • а°у = + ц х ^}'

где Е = 0,72х105 МПа - модуль Юнга, //= 0,33 - коэффициент Пуассона,

- относительная упругая деформация, вычисленная вдоль соответствующих направлений после освобождения Принято допущение о плоском напряженном состоянии в исследуемой области По аналогии при натяге по контуру отверстия использованы те же оси Для определения остаточных на-

250

06

ПО

пряжений в поверхностных слоях образцов без концентраторов напряжений использован метод замера деформаций, основанный на гипотезе плоских сечений Изложенные традиционные и доработанные автором методики испытаний и обработки экспериментальных результатов обеспечили выполнение поставленных в работе задач исследований

Во второй главе «Механизм влияния остаточных напряжений на усталостную долговечность конструктивных элементов с концентраторами напряжений» представлены результаты экспериментальных исследований, отражающие роль остаточных напряжений при зарождении и развитии усталостных повреждений Остаточные напряжения в области концентраторов напряжений возникают при производстве и в процессе эксплуатации изделия Определены остаточные напряжения в области свободного отверстия при различных уровнях статической нагрузки в диапазоне 0,4Рр 0,8Рр, где Рр - разрушающая нагрузка при растяжении Исследования выполнены на плоских образцах (рис 1) Материал образцов - алюминиевый сплав Д16АТ Показано, что остаточные напряжения могут достигать предела текучести сплава При сжатии кривая сток=/ (Р/Рр) является зеркальным отражением кривой при растяжении (сгок - остаточные напряжения на контуре отверстия) Распределение остаточных напряжений в области отверстия (рис 2) доста-

_ , „ точно хорошо описыва-

Рис 1 Образец для исследовании

г ется уравнением, пред-

ложенным Тегас1а У, для распределений остаточных напряжений в области сварного шва

/ф)=аокхё"-5Ь\(1-Ь2), где/(.Ъ) - функция распределения остаточных напряжений, Ь, - расстояние от контура отверстия до сечения, в котором определяются остаточные напряжения, приведенное к единице длины Приняв, что х, = Ь/Ь0, где Ъ0 - точка пересечения кривой а о = /(Ь) с осью абсцисс, а Р(х) = ¡(х)./аок, получим удобное для использования уравнение в нормализованном виде

С использованием метода наименьших квадратов получена зависимость остаточных напряжений на контуре отверстия от относительной величины внешней нагрузки (Р/Рр)

= 0,872 +2,163 Р/Рр Исследовано влияние типа концентратора напряжений на величину ос-

120

таточных напряжений на контуре отверстия Были выбраны три типа концентратора центральное отверстие d = 6 мм (К, - 2,78), боковые надрезы г — 8 мм (К, = 2,27), центральная канавка {Кх = 3,60) Полученная зависимость

близка к прямолинейной и может быть выражена уравнением

аок = АхК,+В, где А, В - коэффициенты, зависящие от свойств материала, условий испытаний (для данного случая А = -158,5 МПа, В = 198,6 МПа)

При воздействии внешних факторов, а именно- перерывов при эксплуатации (отдыха), повышенной температуры, циклической нагрузки — остаточные напряжения изменяют свою величину При различных условиях внешнего воздействия измерена величина и скорость релаксационных процессов В двойных логарифмических координатах получены линейные зависимости между Рис 2 Распределение остаточных напря- остаточными напряжениями на жений в области отверстия после единич- контуре отверстия и временем ного растяжения нагрузками 0,7 (1), 0,6 выдержки (г) при комнатной и (2), 0,5 (3), - 0,45 (4) Рр повышенной температуре (до

150 °С), а также между остаточными напряжениями и долговечностью при циклическом растяжении Для каждого случая определены коэффициенты уравнений регрессии типа lgc0b =/(Ig г,) или Igaokl =/ (Ig N,), что позволяет определять величину остаточных напряжений на контуре отверстия после различной предыстории на-гружения по известной исходной величине а0к В конструкциях, подвергающихся в эксплуатации случайному нагружению, пиковые перегрузки периодически повторяются после наработки некоторого (случайного) числа циклов нагрузки более низкого уровня. Экспериментально показано, что повторное приложение нагрузки высокого уровня приводит к полному восстановлению сгок Исследовано влияние остаточных напряжений на долговечность образцов при циклическом нагружении Установлено, что с помощью создания благоприятного поля остаточных напряжений в области концентраторов напряжений удается до 2-х и более раз повышать сопротивление усталости конструктивных элементов Остаточные напряжения сжатия в области кон-

0 2 4 6 8 10

b, мм

35

30

25

20

15

10

1 / 2 ¿_____

—

---.

/ У

4,4

4,6 4,8 1д N

центраторов напряжений при гармоническом растяжении оказывают упрочняющий эффект только на стадии зарождения и начального этапа развития усталостной трещины (рис 3) Наклон графиков 1,2 на стадии устойчивого развития трещины практически одинаков Периодически появляющиеся нагрузки высокого уровня на какое-то время затормаживают дальнейшее развитие трещины при последующем действии низких уровней нагрузки В качестве иллюстрации на рис 4 приведен типичный график развития трещины при программном нагруже-нии в зависимости от числа циклов N " (Л' "-фаза развития трещины) Видно, что трещина развивается неравномерно после приложения большой по величине единичной нагрузки появляются горизонтальные участки, т е временно прекращается увеличение длины трещины

В ходе экспериментов выявлено, что при работе элементов конструкций из алюминиевых сплавов с концентраторами напряжений в условиях случайного нагружения и повышенных температур, необходимо учитывать взаимодействие двух процессов, протекающих в области отверстия-деформационного старения сплава и релаксацию остаточных напряжений под действием внешних факторов

Поскольку в практике инженерных расчетов ресурса конструкций, подвергающихся нестационарному нагружению, получило распространение равенство Ей, /И, =1, впервые использованное Майнером для определения усталостного срока службы планеров самолетов, проверено предположение о том, что значительные погрешности при расчете возникают из-за недооценки влияния остаточных напряжений на накопление повреждений в конструктивных элементах Экспериментально подтверждено, что использование кривых усталости конструктивных образцов с периодически-

Рис при

3 Изменение длины трещины циклическом нагружении 1-без предварительной перегрузки, 2 — с одноразовой перегрузкой (Ртах = 0,5Рр)

10

ЛГ'хЮООО цикл

20

Рис 4 Увеличение длины трещины в зависимости от числа циклов N " при программном нагружении

200

160

(0 С 2

120

ми перегрузками, соответствующими максимальным эксплуатационным нагрузкам спектра нагружения, позволяет учесть влияние остаточных напряжений и повысить достоверность производимых расчетов

Проведена серия экспериментов по выявлению особенностей формирования остаточных напряжений в различных алюминиевых сплавах Так, при поверхностном деформировании гладких образцов получено, что для сплава АК4-1ЧТ величина поверхностных остаточных напряжений по модулю почти в два раза больше, чем для сплава В96очТ1 (соответственно -160 и -76 МПа) При одинаковых режимах статического нагружения в образцах (рис 1) из сплава Д16АТ в области отверстия величина остаточных напряжений примерно в 1,3 раза выше, чем из сплава АК4-1 ATI Установлено, что величина остаточных напряжений зависит от параметра К0 = сг02/ сгпц, связанного с механическими характеристиками сплава и определяющего способность сплава к формированию остаточных напряжений (рис 5, здесь с — р/<7щ — относительное давление деформирования) Поэтому для элементов конструкций,

изготовленных с использованием формообразующих операций, приводящих к локальному или поверхностному пластическому деформированию, для повышений усталостной долговечности рекомендуется применять материалы и полуфабрикаты с большими величинами относительной деформации 8 и параметра Кт определяющего чувствительность материала к возникновению остаточных напряжений

Результаты экспериментальных исследований позволили понять механизм влияния остаточных напряжений на усталостную долговечность конструктивных элементов с концентраторами напряжений

В третьей главе «Усталостное разрушение заклепочных соединений тонкостенных конструкций в условиях, моделирующих эксплуатационные» проанализированы особенности формирования остаточных напряжений в области дорнированного отверстия, заклепочного соединения, оценено их влияние на сопротивление усталости конструктивных элементов Радиальные натяги в области отверстия были созданы протягиванием с помощью приспособления через отверстие образца цилиндрического штифта большего

1,1

1,15

1,2

1,25

Ко

Рис 5 Зависимость остаточных напряжений в поверхностном слое от параметра К0 для сплавов В95 (.К0 = 1,1), АК4-1АТ1 {К0 = 1,17) и Д16АТ (К0 = 1,24) с = 0,7 (1), 0,8 (2), 0,9 (3), 1,0(4), 1,2 (5)

диаметра, осевые и радиальные натяги - постановкой в отверстие заклепок с компенсаторами Исследования с радиальными натягами выполнены на образцах из сплава АК4-1АТ1 (рис 1) Экспериментально получены распределения остаточных напряжений в области отверстия при различной величине натяга (до 6,7 %), а также зависимости максимальных остаточных напряжений на контуре отверстия от величины натяга При радиальном натяге, не превышающем 5 %, получена линейная зависимость максимальных остаточных напряжений от величины натяга Усталостная долговечность образцов при натяге до 5 %, в основном, возрастает Возможны небольшие отклонения, связанные с особенностью поведения металла при пластическом деформировании На режиме нагружения Ртах = 0,5 Рр, Ртт = 0,06 Рр при натяге 5 % отмечено увеличение усталостной долговечности по сравнению с исходной почти в 5 раз При натяге более 5 %, несмотря на увеличение остаточных напряжений, сопротивление усталости не повышается из-за микроразрушения сплава по контуру отверстия При исследовании кинетики усталостных трещин (рис 6) выявлено, что с увеличением натяга возрастает продолжительность первой стадии усталостного разрушения - инкубационный период После короткого переходного периода скорости роста трещины становятся практически одинаковыми Произведена оценка влияния отдыха на долговечность образцов Определена скорость релаксации напряжений Поскольку с уменьшением остаточных напряжений сжатия снижения усталостной долговечности не произошло, выносливость образцов повысилась благодаря процессам деформацион-

ат

Ю"2

Ю"3

Ю"4

10-=

л с

< ° • ^ о1 1 * О „ - . М т •

О о о • ° 1 4" •

а • * • - .....

1 10 /, мм

Рис. 6 Скорость роста трещины сИМН при различной длине трещины / для натягов 1,17 % (светлые точки) и 5 % (темные точки)

ного старения сплава в области отверстия

Для обоснования применения в самолетостроении крепежа, создающего в местах постановки высокие осевые и радиальные натяги, были определены остаточные напряжения в полосе с отверстием, обусловленные постановкой заклепок повышенного качества с выступающей головкой, оценено их влияние на усталостную долговечность образцов заклепочного соединения Типы заклепок заклепка с плоской головкой (ЗП), заклепка с плоскоскругленной головкой (ЗВ), заклепка с уменьшенной плоской головкой (ЗВУ) Исследованы и высокоресурсные заклепки с компенсатором с выступающей головкой заклепка с плоской головкой с компенса-

тором (ЗПК), заклепка с уменьшенной плоской головкой с компенсатором (ЗПКМ), заклепка с плоскбйжругленной головкой с компенсатором (ЗВУК), заклепка с плоскоскругленной головкой с кольцевым компенсатором (ЗВУКК), заклепка универсальная (УЗ). Анализ результатов показал следующее. При постановке заклепок с натягом в пластине в области отверстия возникают значительные остаточные напряжения. Эти напряжения в случае заклепок с компенсатором по абсолютной величине в 1,5-2 раза больше, чем от заклепок без компенсатора. Наибольшие средние значения сжимающих напряжений у края отверстия (до -200 МПа) получены для заклепок типа ЗПКМ и ЗВУКК. Усталостные испытания образцов заклепочного соединения четырех типов-, стыкового двухрядного заклепочного соединения внахлест, стыкового трехрядного соединения внахлест, без момент но го стыкового двухрядного соединения внахлест и плоских двухслойных образцов некагруженного заклепочного соединения -подтвердили преимущество в повышении долговечности крепежа ЗПКМ и ЗВУКК. За счет применения крепежа с гарантированным натягом достигнуто повышение усталостной долговечности (на рабочих режимах атах= 60...140 МПа, Я = 0,1) образцов в 3 - 4 раза. Однако, для достижения требуемых показателей сопротивления усталости соединений необходимо обеспечение высокого качества и стабильности операции клепки. Фрактографический, металлографический анализ и инструментальный контроль качества сборки соединений выявили значительную нестабильность клепки, о чем косвенно свидетельствуют размеры осаженных заклепок в пакете (разброс размеров до 11 %). На рис. 7 а показан типичный поперечный разрез крепежной точки соединения листов толщиной 1 мм при увеличении 50 крат. Видно, что в плоскости сопряжения листов, а также со стороны закладной головки присутствуют пустоты, осадка заклепки и заполнение отверстия неполные, что приводит к снижению эффекта упрочнения.

С учетом требования обеспечения коррозионной стойкости конструктивных элементов, были проведены последовательно коррозионные испытания для всех выше рассмотренных случаев локального пластического деформирования в области отверстия: при воздействии статической иа1рузки

б

Рис. 7. Неприлегания (а) в пакете с заклепкой (1 - заклепка, 2-листы пакета), характерное усталостное разрушение (б).

0,7 Рр, при дорнировании отверстия (натяг 5 %), после постановки крепежа с гарантированным натягом Образцы из сплава АК4-1АТ1 толщиной 2 и 3 мм с различной предысторией были подвержены экспозиции на воздухе и в 3%-ном водном растворе ЫаС1 в течение 180 суток Выявлено, что, как и следовало ожидать, коррозионные поражения образцов зависят от исходного состояния их поверхностей Для плакированной поверхности помимо общей коррозии характерны локальные повреждения в виде отдельных пятен, пит-тингов и язв 0. 1,5 мм, их глубина не превышала толщину плакированного слоя. Анодированные образцы в процессе коррозионных испытаний лишь незначительно потускнели Локальное пластическое деформирование материала в области отверстия, приводящее к образованию остаточных напряжений сжатия, не оказало значимого влияния на коррозионную стойкость конструктивных элементов

С целью обоснования общетехнического ресурса произведена экспериментальная оценка сопротивления усталости образцов типовых заклепочных соединений с габаритами 120x620 мм, имитирующих различные соединения продольных и поперечных гермошвов в виде односрезных трехрядных рав-ношаговых заклепочных соединений внахлест, изготовленных по штатной технологии из листового алюминиевого сплава 1163 АТВ с номинальной толщиной обшивки /г = 1,0, 1,2 и 1,5 мм Крепеж - заклепки с компенсатором типа ЗУКМ Произведена оценка влияния толщины материала (машина МТБ-10,/= 37 Гц) и схемы герметизации (гидропульсатор ГРМ-1,/ = 10 Гц) на долговечность гермошвов В ходе экспериментов выявлено, что для заклепочного соединения характерным является усталостное разрушение с внутренних поверхностей контактируемых листов (рис 7 б) При внецентренном циклическом растяжении отмечено снижение долговечности соединений с уменьшением толщины обшивки при постоянном значении Ртах, и снижение сопротивления усталости с увеличением толщины обшивки при постоянном номинальном значении £гтах Применение крепежа с гарантированным натягом увеличивает стадию до появления усталостной трещины (82 % от общей долговечности) и, следовательно, герметичность соединения Поскольку нестабильность операции клепки может приводить к преждевременной потере герметичности соединения, использование герметизирующих прослоек остается актуальной задачей Поэтому проведены исследования по изучению влияния схем герметизации на герметичность и усталостную долговечность тонкостенных конструкций Были выбраны следующие схемы герметизации (где к - толщина листа, с1 - диаметр заклепок)

1 -С внутришовным герметиком ВИТЭФ-1НТ, И = 1,2 мм, с1 = 3,5 мм),

2 С внутришовным герметиком ВИТЭФ-1НТ, к = 1,5 мм, й - 4,0 мм, покрытие - краска,

3 С сырым грунтом ЭП-0215, /г = 1,2 мм, й = 3,5 мм, анодное покрытие,

4 С сырым грунтом ЭП-0215, к = 1,5 мм, ¿ = 4,0 мм, покрытие - краска,

5 С внутренним герметиком ВИТЭФ-1НТ, А = 1,2 мм, <3 = 3,5 мм,

6 Со стопором в виде прослойки на основе клея ВК-51А, /г = 1,0 мм,

7 Со стопором в виде прослойки на основе клея ВК-51А, /г = 1,2 мм,

8 С заполнителем ВЗ-27МВ, И - 1,5 мм, с/= 4,0 мм, покрытие - краска,

9 С заполнителем ВЗ-27МВ, И = 1,0 мм, ¿=3,5 мм, анодное покрытие Сравнительные испытания выполнены на режиме Ртах = 12 кН, Ртт = 3

кН в среде керосина Результаты испытаний приведены на рис 8, отрезками обозначены 90-процентные доверительные интервалы на среднелогарифми-ческие значения долговечности Потеря герметичности, в основном, происходила при разрушении образцов Из ¡Ьисунка видно значимое влияние схем герметизации на долговечность образцов Так, например, для соединений с

толщиной листов 1,0 мм с полимерным компенсирующим заполнителем В327МВ сопротивление усталости значительно выше, чем без заполнителя Число циклов до разрушения стало соизмеримо с наибольшими значениями долговечности для соединений с большими толщинами Это связано с хорошими адгезионными свойствами соединения, с перераспределением нагрузок между рядами крепежа и снижением нагруженности расчетного сечения, с исключением фреттинг-коррозии Разработана методика повышения циклической долговечности и живучести типовых конструктивных элементов - полосы с отверстием, заклепочных соединений - с помощью многорядного локального пластического деформирования (МЛПД) поверхности образцов в области концентраторов напряжений Методика основана на создании благоприятного поля остаточных напряжений в опасном сечении конструктивного элемента, тормозящего развитие усталостной трещины не только на стадиях инкубационного и начального периода развития трещины, но и на стадии ее устойчивого развития Экспериментально установлено, что усталостная долговечность образцов с зонами МЛПД зависит от геометрической формы обжимных пуансонов, размеров зон локального пластического деформирования и величины давления деформирования Определены характеристики, обеспечивающие максимальный эффект упрочнения Области МЛПД не инициируют коррозионные повреждения при выдержке в типовом для авиационных исследований 3 %-ном водном растворе ЫаС1 Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие устойчивость эффекта упрочнения во времени при комнатной и повышенной температуре (90 °С, г = 21 сут) На образцах заклепочного соединения продольного стыка фюзеляжа, изготовленных из сплава АК4-1-АТ1 и Д16АТ в соответствии с требованиями ОСТ 1 00872, в рабочем диапазоне напряжений получено увеличение усталостной долговечности до четырех раз

4

01 23456789 10 Типы схем герметизации

Рис 8 Влияние схем герметизации на усталостную долговечность образцов заклепочного соединения

Результаты экспериментальных исследований позволили научно обосновать способы повышения сопротивления усталости, герметичности заклепочных соединений Они могут быть также частично перенесены и на болтовые соединения, поскольку процессы, происходящие в конструктивных элементах при постановке болтов, качественно аналогичны

В четвертой главе «Исследование закономерностей усталостного разрушения сварных соединений тонкостенных конструкций» экспериментально исследованы особенности образования остаточных напряжений в шовных и точечных сварных соединениях, выявлены закономерности усталостного разрушения сварных соединений из различных конструкционных сплавов. Испытания по определению остаточных напряжений в сварном шве были проведены на образцах из алюминиевого сплава 1201 Образцы - пластины с габаритами 300x30x5 мм с центральным поперечным сварным швом. Заготовки образцов изготовлены из плиты толщиной 30 мм, которую на фрезерном станке раскраивали на отдельные листы толщиной 5 мм и полосы Затем полосы сваривали автоматической гелиево-дуговой сваркой по типовой инструкции НИАТа Усиление шва шириной 8 мм и высотой до 0,8 мм оставлено только с лицевой стороны, поэтому остаточные напряжения определены только на гладкой корневой поверхности шва Однако полученные закономерности позволяют составить представление о величине напряжений и тех изменениях, которые происходят в сварных швах при нагружении Остаточные напряжения определены с использованием оптико-механического и тензометрического способов измерения в интервале от 0 до 14 мм от середины сварного шва в исходном состоянии образцов (после изготовления), а также после приложения единичной нагрузки в интервале Р = 0,3 0,8 Рр , где Рр - разрушающая нагрузка (ей соответствует сгр= 301 МПа). Особенности нанесения реперных отпечатков, освобождения полос показаны на рис 9 В исходном состоянии в шве формируются сжимающие остаточные напряжения. Они невелики по величине, в середине шва сг0 = -30 МПа Примерно на границе шва остаточные напряжения изменяют знак на противоположный В зоне термического влияния они положительны, достигая максимального значения (45 ..55 МПа) на расстоянии около 4 мм от границы шва Отсюда становится понятным, почему усталостное разрушение в образцах такого типа чаще всего происходит не по сварному шву непосредственно, а по околошовной зоне Причиной такого разрушения является и увеличение рабочего сечения в шве за счет его усиления, и концентрация напряжений от усиления, и значительное укрупнение зерен в зоне термического влияния, и действие неблагоприятных остаточных напряжений Значения остаточных напряжений, полученные оптическим и тензометрическим способами измерений, близки по величине Оптическим методом удается измерить деформацию практически по тонкой линии, образованной базой реперных отпечатков, тензометрическим способом - значения интегрируются по ширине датчика Но для прикидочных оценок распределения остаточных напряжений в сварном соединении использование малобазных датчиков оказывается целесообразным

Сворной шов

0.5

Линии распила

си

Начало отсчета

Рис 9 Схема нанесения реперных отпечатков и наклейки тензодатчиков.

После приложения сравнительно небольших разовых растягивающих нагрузок (Р = 0,3 0,5 Рр) изменение остаточных напряжений происходит, в основном, в самом шве Это связано с тем, что пластические процессы в шве развиваются значительно раньше, чем в основном материале (подтверждением являются диаграммы растяжения, полученные в различных зонах сварного соединения) Остаточные напряжения в середине шва изменяют знак на противоположный На границе шва они оказываются отрицательными, что должно способствовать повышению сопротивления усталости таких соединений Наибольшие растягивающие напряжения, по-прежнему, возникают на расстоянии от оси шва, равном его ширине, их величина 40 50 МПа При дальнейшем возрастании прикладываемой нагрузки (Р = 0,6 0,8 Рр) пластические процессы развиваются не только в шве, но и в околошовной зоне Наибольшие остаточные напряжения зафиксированы на серединной линии сварного шва (70 80 МПа), на границе шва они положительные (до 20 МПа), уравновешивающий пик сжимающих напряжений находится на расстоянии от середины шва примерно 12 мм Анализ распределений остаточных напряжений при 0,6 и 0,8 Рр показывает, что во втором случае экстремальные значения остаточных напряжений становятся немного меньше, что указывает на текучесть материала Следовательно, с точки зрения создания благоприятных остаточных напряжений для повышения ресурса конструктивных элементов из сплава 1201 со сварными соединениями можно рекомендовать единичное растяжение нагрузками до 0,5 Рр Поскольку в диапазоне нагрузок Р = 0 0,6 Рр наибольшие по абсолютной величине остаточные напряжения в шве изменяются по линейному закону, записано уравнение и определены коэффициенты линии регрессии, зависящие от материала, вида и технологических параметров сварки Оценено влияние термоэкспозиции разной длительности (до 500 часов при температуре 150 °С), циклического растяжения (Ртах = 0,3 Рр) на остаточные напряжения в сварном соединении Значимых изменений остаточных напряжений не произошло Получены кривые усталости образцов из сплава 1201Т1 в исходном состоянии, после термоэкспозиции и ползучести при Т= 160 °С, г = 100 час, сгп— 120 МПа В диапазоне напряжений сгтах = 80 240 МПа (при отнулевых циклах) влияние предварительной термоэкспозиции и ползучести на усталостную долговеч-

ность незначительно Отмечено, что при циклическом растяжении элементов конструкций со сварными соединениями упруго-пластическое деформирование в шве может возникать даже при низких уровнях нагрузки, поскольку происходит суммирование растягивающих напряжений от внешней нагрузки и растягивающих остаточных напряжений Исследована коррозионная стойкость образцов сварного соединения из сплава 1201 в 3 %-ном водном растворе NaCl (г = 5000 часов) Наблюдалось равномерное повреждение анодированных поверхностей на всю толщину анодной пленки и отсутствие на сварных валиках явных локальных коррозионных повреждений из-за образующейся при сварке пленки из окиси алюминия и мелкозернистой литой структуры шва, более устойчивой к коррозионным поражениям Локальные коррозионные очаги практически не повлияли на усталостные характеристики образцов сварного соединения в рабочем диапазоне нагрузок

Исследования распределения остаточных напряжений в области концентраторов напряжений до сих пор остаются достаточно трудоемкими Но для оценки нагруженности элемента конструкции, выработки мероприятий по упрочнению необходимо иметь распределение остаточных напряжений по опасному сечению образца Поэтому на основании уравнения Terada Y получены зависимости, позволяющие вычислять распределения напряжений по сечению конструктивного элемента по экспериментально найденному значению остаточных напряжений в одной точке, например, на контуре отверстия, в середине сварного шва, по линии сплавления при точечной сварке

Экспериментально изучено влияние пластической деформации при формообразующих операциях на сопротивление усталости сварных соединений, а именно- прокатки шва в роликах, магнитно-импульсного способа формообразования обечаек со сварными швами из сплава АМц на установке МИУ-80 и операции раскатки труб из титановых сплавов для трубопроводных систем кондиционирования воздуха Сварка аргонодуговая автоматическая, выполнена по серийной технологии НИАТа Показано, что пластическое деформирование сварных соединений при формообразовании по-разному влияет на их усталостные характеристики для пластичных материалов (АМц) повышает сопротивление усталости соединений за счет увеличения статической прочности, формирования благоприятного поля остаточных напряжений, для непластичных сплавов, например титановых сплавов, снижает усталостную долговечность из-за ухудшения пластичности сплава

Поскольку в сварных соединениях трудно обеспечить значимый эффект упрочнения за счет создания благоприятного поля остаточных напряжений, произведена оценка влияния комплекса конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов (автоматической и ручной сварки, отжига образцов, толщины сплава, выбора материала, воздействия повышенной температуры) на усталостную долговечность конструктивных образцов сварных соединений из титановых сплавов ВТ1-0, ПТ-7М, стали 12Х18Н10Т, алюминиевых сплавов 1201 и АМгб, широко применяемых в авиационной промышленности, а также при производстве объектов повышенной опасности, с учетом особенностей эксплуатации изделий Установлено следующее

Аргонодуговая автоматическая сварка (АрДЭСА) с позиций усталостной долговечности предпочтительнее ручной (АрДЭС), особенно при сварке деталей малой толщины В зависимости от уровня нагрузки она на порядок и более повышает сопротивление усталости образцов (рис 10). Габариты образцов 30x100 мм, толщина 1,0 и 0,5 мм Усталостная долговечность образцов толщиной 0,5 мм ниже долговечности образцов толщиной 1,0 мм при испытаниях на одинаковых уровнях напряжения Наиболее значительно эта тенденция проявляется для образцов с ручной сваркой Так для ВТ 1-0 в диапазоне напряжений атах = 150 210 МПа (сгтш = 30 МПа) при Г= 300 °С при переходе на меньшую толщину для образцов с АрДЭСА отмечено снижение долговечности, в среднем, примерно в 1,4 раза (Кв = 0,7), для образцов с АрДЭС - в 4,5 раза (Кв = 0,2) Условные пределы выносливости для сплава ПТ-7М и стали составляют для гладких образцов 0,5 0,6сгр, образцов с АРДЭС - 0,30 0,4<тр, образцов с АрДЭС - 0,2 0,3сгр, где <тр _ разрушающее напряжение соответствующих образцов Для сварных соединений из сплава ВТ1-0 соответственно 0,5 0,6 и 0,4 0,5 сгр При сравнении усталостных характеристик различных сплавов необходимо учитывать их весовую эффективность Показано, что с учетом весовой эффективности в области рабочих напряжений при температуре 300 °С образцы сварных соединений из стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм не имеют преимуществ по долговечности по сравнению с аналогичными образцами из сплавов ВТ1-0, ПТ-7М Подтверждено наличие «разрыва» кривых усталости для образцов сварных соединений из сплавов ВТ1-0, ПТ-7М, стали 12Х18Н10Т на уровне максимальных напряжений цикла, равных истинному пределу текучести Так на рис 10 видно, что для сварных соединений из сплава ВТ1-0 «разрыв» кривых усталости происходит приблизительно при crmax = 230 МПа При этом напряжении характерным является повышенный разброс усталостной долговечности Данное явление необходимо учитывать при построении линий регрессии типа lg (N) = /(IgOmax) и прогнозировании ресурсных характеристик изделий

Произведена оценка влияния эксплуатационных и конструктивных факторов на прочностные и усталостные характеристики образцов сварных соединений, изготовленных из листа и плиты сплавов 1201Т1 и АМгб В соот-

260

120 --------

100 -

4 5 6 7 8

1д N

Рис 10 Кривые усталости образцов сварных соединений из сплава ВТ 1-0 (л 1,0 мм) при температуре 300 °С, выполненных автоматической (светлые точки) и ручной сваркой (темные точки)

ветствии с общепризнанной методикой получены количественные характеристики статической прочности гладких образцов, образцов с отверстием и образцов сварных соединений В диапазоне напряжений <ттах = 100 250 МПа сопротивление усталости у образцов сварных соединений из листа сплава 1201Т1 в среднем в 5,4 раза меньше, чем у гладких образцов (те Кв = 0,18) и в 3 раза больше, чем у образцов с отверстием. Усталостная долговечность образцов соединений из листа и плиты примерно одинаковая, Кв = 1 «Разрыв» кривых усталости не обнаружен Объемы усталостных испытаний образцов из сплава АМгб были меньше, но качественно получены те же закономерности, что и для сплава 1201Т1 Сопротивление усталости образцов сварных соединений при испытании на режиме стах = 172 МПа, ат,„ = 30 МПа при комнатной температуре в 1,7 раза больше, чем у образцов с отверстием, и в 3,4 раза меньше, чем у гладких образцов (Ыгл = 144977 цикл , Ытв - 24694 цикл., Лирных = 42390 цикл., Кв = 0,29) Сопротивление усталости сварных соединений из сплава АМгб в диапазоне максимальных напряжений цикла 172 ..241 МПа соответственно в 3 - 5 раз ниже, чем соединений из сплава 1201Т1 Для образцов, изготовленных из листа сплава 1201Т1, были получены кривые усталости при различных сочетаниях Кт и Ка Диапазон средних напряжений Кт = 0. 5, амплитудных значений напряжений Ка = 0,1 . 0,4 По мере увеличения асимметрии цикла (роста среднего при зафиксированных значениях амплитуды) сопротивление усталости образцов сварных соединений уменьшается Например, при Кт- 0 и Ка = 0,2 долговечность 766446 циклов, при Кт = 0,4 и Ка = 0,2 - 120717, т е произошло снижение усталостной долговечности в 6,3 раза Увеличение амплитуды испытаний при заданном значении среднего приводит к снижению усталостной долговечности (например, при Кт - 0,4 и Ка - 0,2 и 0,3 соответственно N = 120717 иЛ' = 11225 циклов) На основании экспериментальных результатов выработаны рекомендации по повышению сопротивления усталости образцов сварных соединений из конструкционных сплавов

Выполнен регрессионный анализ зависимостей ^ (АО = f ^шах) ДЛЯ гладких образцов, образцов с различными концентраторами напряжений, образцов сварных и заклепочных соединений из конструкционных сплавов в широком диапазоне эксплуатационных условий при практически отнулевых циклах растяжения В некотором диапазоне напряжений, как это видно, например, из рис 11, линии регрессии линейны, поэтому использовано уравнение

у = а + Ьх,

где у = ТУ, х = ^ <7тах По результатам обработки 29 кривых усталости установлена связь между коэффициентами уравнений регрессии (рис 12) Записав уравнение Ь - с1 + ка, вычислены коэффициенты ¿=0,36 и с1 = 1,04, которые не зависят от марки сплава, вида полуфабриката, типа концентратора напряжений После преобразований получено уравнение

= а + \ё[СУ тах ]

Использование данной зависимости позволит в ряде случаев значительно со-

кратить объемы усталостных испытаний Выполнив испытания на одном

уровне <ттах| и полу-

°тах1,

МПа 375 300 235

180

105

- -

л

\

Ю1 10' 106 Н, цикл

Рис 11 Кривые усталости гладких образцов (1) , образцов с АрДЭС(А) (2) и с АрДЭС (3) из сплава ПТ-7М при Т= 300 °С

для образцов сварных соединений из сплава 1201Т1 получена качественно

чив значение можно вычислить коэффициент а, затем определить коэффициент Ъ и записать уравнение регрессии При этом нужно не ошибиться в диапазоне линейной аппроксимации результатов усталостных испытаний. При асимметричных циклах нагружения с отличным от нуля максимальным напряжением цикла

25 20 15 10 5 О

,ж

•Г

ж

♦ 1201Т1 ■ АМгб

А АК4-1Т1 ХД16АТ Ж 12Х18Н10Т

• ВТ1-0

■ +ПГ-7М ООГ4

0

20

40

60

80

аналогичная зависимость функции N = / (Ка) Установлена зависимость между коэффициентами уравнений регрессии

= а +Ь Ка при различных значениях относительного среднего напряжения цикла

В пятой главе «Обеспечение ресурсных характеристик конструктивных элементов на стадии производства» обобщены результаты исследований, полученные при выполнении диссертационной работы, с целью их практического применения Достижение конечной цели - создание высокопрочных конструкций при выполнении ряда зачастую противоречивых требований минимального веса, ресурса функционирования и стойкости к взаимодействию внешней среды - осуществлялось посредством поиска наиболее эффективных механизмов упрочнения, выбора, доработки технологических процессов с учетом критериев статической прочности, усталостной долговечности, коррозионной стойкости. Результаты испытаний позволили научно обосновать способы повышения ресурсных характеристик элементов конструкций на стадии производства,

Рис 12 Зависимость между коэффициентами линий регрессии для образцов из конструкционных сплавов

количественно оценить эффекты упрочнения, определить допустимые области деформирования

Для заклепочного соединения - это применение крепежа с гарантированным натягом, что позволяет повысить на рабочих режимах нагружения усталостную долговечность (в три - четыре раза) и герметичность шва, обеспечение качества и стабильности клепки, рациональный выбор герметизирующих прослоек Например, из исследованных способов только использование в качестве герметизирующей прослойки полимерного компенсирующего заполнителя В327МВ позволило обеспечить требуемые характеристики усталостной долговечности и герметичности тонколистовых соединений (л 1,0 мм)

Повышению сопротивления усталости конструктивных элементов с отверстиями, с заклепочными соединениями способствует создание в опасном сечении с помощью многорядного локального пластического деформирова- ' ния стопоров трещин. На образцах заклепочного соединения, выполненных из листа сплава Д16АТ в соответствии с требованиями ОСТ 1 00872, достигнуто увеличение сопротивления усталости до четырех раз

Обеспечение ресурсных характеристик сварных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и сталей возможно за счет получения качественного сварного соединения, обусловленного термическим сварочным циклом, как в самом шве, так и в околошовной зоне Правильный выбор вида сварки, автоматизация процесса сварки приводят к повышению сопротивления усталости сварных соединений на рабочих режимах эксплуатации на порядок и более Значимое влияние на сопротивление усталости оказывают выбор присадочной проволоки, применение флюса (Кд = 10) Дополнительно рассмотрен пример доработки технологического процесса стыковой сварки глубоким проплавлением титанового сплава ВТ-23 (л 3 мм) с учетом усталостных свойств получаемых конструктивных элементов Сравнительная оценка сопротивления усталости образцов сварных соединений, выполненных по шести предложенным технологическим вариантам, позволила выбрать и рекомендовать для производства наиболее предпочтительный - сварку за один проход по слою флюса с присадкой (Кв = 9) Сварка с флюсом по сравнению со сваркой без флюса повысила сопротивление усталости образцов почти на порядок

Прокатка шва в роликах не всегда приводит к повышению его выносливости. Пластическое деформирование сварных соединений при формообразовании может по-разному влиять на их усталостные характеристики для пластичных материалов (АМц) - может повышать сопротивление усталости соединений за счет увеличения статической прочности, формирования благоприятного поля остаточных напряжений, для непластичных сплавов, например титановых сплавов - снижать усталостную долговечность из-за ухудшения и без того низких их пластических свойств Кроме того, повышение ресурсных характеристик соединений возможно за счет внедрения новых видов сварки, например, лазерной сварки, сварки взрывом, доработки традиционных технологий с учетом критериев прочности и ресурса

Структурная и химическая неоднородности, дефекты шва, многократные проходы при сварке, смещение кромок и прогиб шва в общем случае снижают механические свойства сварного соединения Поэтому важна количественная оценка снижения долговечности образцов от дефектов сварки первой категории, допустимых в высокоответственных конструктивных элементах С помощью рентген-контроля в заготовках были выявлены и помечены дефекты шва, образцы изготавливали с обнаруженными дефектами Габариты образцов 50x300 мм, толщина образцов варьировалась (5, 6 мм), испытания проведены на машине ЦДМ-Пу-10 с частотой 10 Гц При оценке влияния дефектов сварного соединения на усталостную долговечность конструктивных элементов исследовано влияние поры, цепочки пор, вольфрамового включения, а также смещения кромок, прогиба шва С помощью проверки статистических гипотез о равенстве дисперсий и средних установлено, что значимое влияние на усталостную долговечность соединений из сплавов 1201Т1 и АМгб (л 6 мм), выполненных аргонодуговой сваркой, оказывает прогиб шва величиной более 30 % от толщины поперечного сечения Анализ статической прочности и усталостной долговечности образцов со сварными соединениями, выполненными за один и два прохода гелиево-дуговой автоматической сваркой, из сплава 1201Т1 (при сттах =103 241 МПа) и сплава АМгб (при <ттах = 172 МПа) выявил, что различия не являются значимыми

Наиболее доступным способом исправления производственных дефектов является сварка Но сварка, выполненная даже на небольших участках поверхности, может существенно повлиять на характеристики долговечности силовых элементов из-за появления сварочных остаточных напряжений, увеличения неоднородности структуры сплава и других факторов, связанных с особенностью сварочного процесса Поэтому выполнена оценка влияния ремонтных доработок методом сварки на сопротивление усталости образцов из стали ВНС-2 и литейного алюминиевого сплава АЛ9 (л 5 мм) Экспериментально установлено, что ремонтные доработки аргонодуговой сваркой гладких образцов из высокопрочной стали ВНС-2 и АЛ9 с заваренными дефектами до 25 % площади поперечного сечения (5) практически не влияют на усталостную долговечность конструктивного элемента. Глубокие доработки (> 50 % от 5) приводят к значимому снижению числа циклов до разрушения (> 40 70 %) при циклическом растяжении на различных уровнях нагруже-ния Это объясняется тем, что при исправлении глубоких дефектов в сечениях образцов возникает значительная неравномерность распределения остаточных напряжений, напряженного состояния (что подтверждено методом фотоупругих покрытий), а также неоднородность структуры, усугубляемая возможным скопление шлаковых и газовых включений на дне сварочной ванны и выпадением избыточных фаз с пониженными пластическими свойствами Стопроцентный ремонт (или сварка встык) с позиций усталости менее опасен, чем частичные ремонтные доработки большой величины Полученные данные позволяют научно обосновать нормирование производственных дефектов сварки и ремонтных доработок методом сварки конструктивных элементов

Возможно повышение ресурсных характеристик изделий за счет внедрения новых технологий, например, создания и внедрения металлических композитов, которые имеют повышенные характеристики прочности, циклической трещиностойкости (из-за торможения усталостных трещин на границах слоев) Экспериментально определены механические характеристики, сопротивление усталости, коррозионная стойкость металлических композитов типа "сталь 3-медь", "сплав 1201-титановые сплавы", "12Х18Н10Т-ВТ1-0", полученных сваркой взрывом Установлено, что сваркой взрывом удается создавать композиты с различными механическими характеристиками Повышение условного предела текучести и предела прочности композита сопровождается снижением его пластичности Образцы из композитов могут без разрушения кратковременно воспринимать циклическую нагрузку, превышающую предел прочности сплавов, входящих в композит При создании композитов с алюминиевыми сплавами необходимо защищать поверхность от бризантного действия взрывной волны При воздействии агрессивной среды (3 %-ный раствор ЫаС1, 5000 часов) в биметаллах типа «алюминиевый сплав - титановые сплавы» возникает общая коррозия сплава 1201 и щелевая коррозия в зоне шва в случае непровара композита, что приводит к значимому снижению его усталостной долговечности

В результате систематизации результатов прочностных и усталостных испытаний конструктивных элементов, изготовленных с использованием различных технологических процессов, появилась возможность создания информационной справочной системы Система включает механические характеристики сплавов и характеристики долговечности материалов, элементов конструкций, выполненных по применяемым и перспективным технологиям с учетом моделирования эксплуатационных условий Система может быть использована для оценки влияния различных технологических факторов ряда основных технологических процессов, применяемых в самолетостроении, на характеристики долговечности изделий, доработки технологических процессов по критериям прочности и ресурса

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Обоснованы пути повышения усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами на основании анализа результатов экспериментальных исследований статической прочности, сопротивления усталости, коррозионной стойкости, герметичности соединений, оценки влияния остаточных напряжений различного происхождения на характеристики усталостной долговечности

2 Экспериментально установлено, что повышение усталостной долговечности достигается дорнированием свободного отверстия (увеличение долговечности на порядок и более), применением в заклепочном соединении крепежа с гарантированными осевыми и радиальными натягами (увеличение долговечности до 4-х раз), многорядным локальным пластическим деформированием опасного сечения заклепочного соединения, создающим стопоры на пути развития усталостной трещины (увеличение долговечности до 4-х

раз) Определены допустимые параметры деформирования - до 5 % при натяге по контуру отверстия и до 5 6 % от толщины листа при многорядном, локальном пластическом деформировании поверхности Существенное влияние на сопротивление усталости тонколистовых соединений оказывает также качество клепки, определяющее величину и равномерность осевого и радиального натяга, схемы герметизации Увеличение усталостной долговечности на порядок и более сварных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и сталей возможно за счет получения качественного сварного соединения, автоматизации процесса сварки, отработки технологии сварки, включающей выбор присадочной проволоки, применение флюса и другое

Обеспечение ресурсных характеристик на стадии производства возможно только за счет выбора и доработки технологических операций с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности

3 Дальнейшее развитие получила теория влияния остаточных напряжений в нерегулярной области элементов конструкций на усталостную долговечность, герметичность, коррозионную стойкость заклепочных и сварных соединений Экспериментально определены закономерности образования остаточных напряжений в области свободного отверстия, отверстия после дор-нирования, в заклепочном соединении, в шовном и точечном сварном соединении из алюминиевых сплавов Установлены зависимости остаточных напряжений от внешней нагрузки, типа концентратора напряжений, величины натяга по контуру отверстия, механических характеристик сплава Подтверждена применимость уравнения Terada Y для описания распределения остаточных напряжений по известной величине напряжений в середине шва, на контуре сварной точки или отверстия Исследованы процессы релаксации остаточных напряжений при выдержке без нагрузки, при циклическом нагру-жении, при воздействии повышенной температуры Установленные закономерности позволяют производить расчетную оценку остаточных напряжений в области концентраторов напряжений в широком диапазоне эксплуатационных воздействий Комплексные исследования по оценке влияния остаточных напряжений на усталостную долговечность элементов конструкций позволили сделать вывод об устойчивости эффектов упрочнения в условиях, моделирующих эксплуатационные, обосновать способы упрочнения, основанные на создании благоприятного поля остаточных напряжений в области концентраторов напряжений

4 Произведена оценка влияния ряда конструктивно - технологических факторов сварных соединений из титановых сплавов ВТ1-0, ПТ-7М, ВТ-23, стали 12Х18Н10Т, ВНС-5, алюминиевых сплавов 1201Т1, АМгб, 1163 АТВ, AJI9, сплава АМц на усталостную долговечность с учетом весовой эффективности Экспериментально исследовано влияние технологии сварки, прокатки шва в роликах, магнитно-импульсного способа формообразования обечаек со сварными соединениями, раскатки труб со сварными соединениями, количества проходов при сварке, дефектов сварного шва первой категории, прогиба шва, смещения кромок, направления проката, ремонтных доработок методами сварки Оценено воздействие повышенной температуры, ползуче-

сти, агрессивной среды Экспериментально изучены прочностные свойства сваренных взрывом металлических композитов типа "сталь 3-медь", "сплав 1201-титановые сплавы", "12Х18Н10Т-ВТ1-0" Определены коэффициенты влияния.

5. Методом регрессионного анализа выявлена общая зависимость между коэффициентами уравнений ^ (ТУ) = / (1§ стах) гладких образцов, образцов с отверстием, образцов сварных и заклепочных соединений из авиационных конструкционных сплавов при отнулевых циклах растяжения Для образцов сварных соединений из сплава 1201Т1 установлена зависимость между коэффициентами аналогичных уравнений при асимметричных циклах нагруже-ния с отличным от нуля максимальным напряжением цикла (при различных значениях относительного среднего напряжения цикла) Использование установленных зависимостей позволит в ряде случаев значительно сократить объемы усталостных испытаний на стадии проектирования и разработки

6. Усовершенствованы методики экспериментальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, развивающие ранее используемые методы исследований и способствующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок Применение высокоточных сеток на оптически прозрачном стекле при оптико-механическом способе измерения деформаций в области концентраторов напряжений позволило впервые комплексно исследовать остаточные напряжения на участках со значительным градиентом напряжений для обоснования способов повышения долговечности конструктивных элементов

7. Результаты, полученные при выполнении работы, внедрены в ОАО «Туполев», ОАО «ОКБ им А С Яковлева», ОАО «НовосибНИАТ», ОАО «НАПО им В П Чкалова», ОАО «КнААПО», «ЭМЗ им В М Мясищева» Они использованы при оценке ресурсных характеристик новой техники, при разработке и совершенствовании технологических процессов ряда изделий, при разработке отраслевой нормативно-технической документации

Таким образом, достигнута цель работы и решены поставленные задачи

Основное содержание диссертации отражено в следующих печатных работах:

1 Вишняков Н А О влиянии перерывов на выносливость дюралюминиевых образцов с надрезом при программном нагружении /НА Вишняков, Г Д. Грингауз, Г Ф Рудзей // Проблемы прочности - 1977 - № 7 - С 6365.

• 2 Вишняков Н А Остаточные напряжения в образцах с отверстием при действии статических и циклических нагрузок /НА Вишняков, Г Д Грингауз, Г Ф Рудзей//Проблемы прочности - 1978 -№12 -С 99-101

3 Вишняков Н А О повышении точности расчета усталостного ресурса по методу линейного суммирования повреждений /НА Вишняков, Г Д Грингауз, Г Ф Рудзей//Проблемы прочности - 1980 -№3 -С 32-35

4 Вишняков Н А О релаксации остаточных напряжений в дуралюмине при нормальной и повышенной температурах /НА Вишняков, Г Ф Рудзей

//Проблемы прочности - 1980 -№5 -С 50—52

5 Вишняков Н А Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов при программном нагружении /НА Вишняков, Г Д Грингауз, Г Ф Рудзей//Проблемы прочности - 1981 - № 6 - С 34-37

6 Остаточные напряжения в элементах конструкций при статическом и циклическом нагружении /НА Вишняков, Г Д Грингауз, JI П Паулова, Г Ф Рудзей//Вестник машиностроения -1981 -№9 - С 34-36

7 Вишняков Н А Расчет кривых релаксации остаточных напряжений при нормальной и повышенной температурах /НА Вишняков, Г Ф. Рудзей //Проблемы прочности -1982 -№5 -С 101-103

8 Рудзей Г Ф Остаточные напряжения в элементах конструкций при радиальном натяге по контуру отверстия / Г Ф Рудзей, А Н Тимофеев // Проблемы прочности -1984 -№2 -С 70-74

9 Влияние магнитно-импульсного способа формообразования на прочность сварных соединений из сплава АМц /ЕМ Добровольская, А А Ка-люта, Г Ф Рудзей, А П Бишев, В В Житков // Авиационная промышленность -1985 -№3 -С 57-58

10 Вишняков Н А Влияние многорядного локального пластического деформирования на сопротивление усталости полосы с отверстием /НА Вишняков, Г Ф Рудзей// Проблемы прочности - 1986 - №3 -С 20-22

11 Влияние процесса химической доводки на прочностные характеристики деталей из алюминиевых сплавов /БД Аннин, В М Чистин, А А Калюта, Г Ф Рудзей, А И Равикович, Г П Семухин // Авиационная промышленность -1986 -№12 -С 44-46

12 Исследование усталостной долговечности макетных узлов управления «качалка» / А А Калюта, А С Ракин, Р. А. Романова, Г Ф Рудзей // Тр III науч -техн конф по проблемам усталостной прочности авиаконструкций -Новосибирск СибНИА, 1986 -Ч 1 -С 443-448

13 Влияние остаточных напряжений в зоне отверстия на усталостную долговечность конструктивных элементов / А А Калюта, А Г Макаренко, Н Ю Раутман, Г Ф Рудзей, А И Тимофеев // Тр III науч -техн конф по проблемам усталостной прочности авиаконструкций - Новосибирск СибНИА, 1986 - Ч 1 -С 401-411

14 Вишняков Н А Повышение усталостной прочности конструктивных элементов методом многорядного локального пластического деформирования /НА Вишняков, Г Ф Рудзей, А Н Мататанова // Статические исследования нагрузок и внешних возмущений, действующих на самолет - Новосибирск СибНИА, 1986 - С 56-64

15 Прочностные характеристики высокоресурсных заклепочных соединений / А А Калюта, А С Ракин, Г Ф Рудзей, Л В Рудных, Г П Семухин, А П Съемщиков // Выносливость и живучесть авиаконструкций Вып 6 -Новосибирск СибНИА, 1986 - С 32-36

16. Влияние необратимого пластического деформирования на усталостную долговечность конструктивных элементов из сплава Д16АТ / А А Калюта, В А Фролова, Г Ф Рудзей, А Ф Никитенко, М А Леган // Выносли-

вости и живучести авиаконструкций Вып 7 - Новосибирск СибНИА, 1986 -С 75-79

17 Циклическая долговечность образцов заклепочных соединений, упрочненных методом многорядного локального пластического деформирования /НА Вишняков, Л А Жигалов, А И Захарова, Г Ф Рудзей // Динамика и прочность элементов авиационных конструкций - Новосибирск НЭТИ, 1987 -С 131-136

18 Рудзей Г Ф Особенности образования остаточных напряжений в образцах из алюминиевых сплавов / Г Ф Рудзей, А Н Мататанова // Проблемы прочности - 1988 -№5 -С 51-54

19 Исследование прочностных характеристик сварных соединений /Н С Золкина, А А Калюта, Г Ф Рудзей, В Н Чаплыгин, В В Шишков, В Ф Шмырев // Исследование нагруженности и усталостной долговечности конструкций летательных аппаратов Вып 4 - Новосибирск СибНИА, 1988 -С 20-25

20 Калюта А А Сравнение прочностных характеристик образцов сварных соединений из сплавов АМгб и 1201Т1 с учетом эксплуатационно-технологических факторов / А А Калюта, В А Каракешишев, Г Ф Рудзей // Эксплуатационная нагруженность и прочность авиаконструкций Вып 2 -Новосибирск СибНИА, 1989 - С 41-46

21 Калюта А А Исследование сопротивления усталости образцов сварного соединения из сплава 1201Т1 при различных условиях нагружения / А А Калюта, Г Ф Рудзей, В А Каракешишев, С С Ожеховская // Эксплуатационная нагруженность и прочность авиаконструкций Вып 2 - Новосибирск СибНИА, 1989 -С 17-22

22. Влияние начальной структуры сваренных взрывом материалов на прочностные характеристики композитов /МП Бондарь, В М Оголихин, В А Симонов, Г Ф Рудзей // Тр X междунар конф по высокоэнергетической обработке материалов Югославия - Любляна, 1989 -С 224-229

23 Рудзей Г Ф Влияние ремонтных доработок методом сварки на статическую прочность и усталостную долговечность образцов из сплавов ВНС-2 и АЛ9 / Г Ф Рудзей, А С Ракин, Е М Добровольская // Авиационная промышленность - 1989 -№4 -С 58-61

24 Прочностные характеристики биметаллических композитов, полученных сваркой взрывом /МП Бондарь, Г Ф Рудзей, В А Симонов, В М Оголихин, С С Ожеховская // Применение энергии взрыва в сварочной технике» Киев ИЭСим Е О Патона 1989 - С 76-79

25 Влияние взрывной обработки на статическую прочность и усталостную долговечность сварных соединений / Г Ф Рудзей, М П Соболенко, Т С Тесленко и др // Применение энергии взрыва в сварочной технике - Киев

ИЭС им Е О Патона, 1989 - С 8-11

26 Рудзей Г Ф Оценка влияния остаточных напряжений в зоне отверстия на коррозионную стойкость и усталостную долговечность образцов / Г Ф Рудзей, В В Дубинин // Вопросы авиационной науки и техники Серия Аэродинамика и прочность лсыгсльных аппаратов Вып 1 Сопротивление

усталости и живучесть авиационных конструкций - Новосибирск СибНИА, 1991 С 27-34

27 Рудзей Г Ф Исследование влияния остаточных напряжений в поверхностном слое, полученных при равномерном и локальном пластическом деформировании, на коррозионную стойкость и усталостную долговечность конструктивных элементов / Г Ф Рудзей, В В Дубинин // Вопросы авиационной науки и техники Серия Аэродинамика и прочность летательных аппаратов Вып 1 Сопротивление усталости и живучесть авиационных конструкций Новосибирск СибНИА, 1991 -С 34-39

28 Влияние эксплуатационно-технологических факторов на прочностные характеристики гладких и сварных образцов из сплавов, применяемых в воздушных трубопроводах /НА Золкина, А А Калюта, В А Павлюченко, Г Ф Рудзей // Докл VII симпозиума «Колебания упругих конструкций с жидкостью» - Новосибирск . СибНИА им С А Чаплыгина, 1992 - С. 8994

29 Методы обеспечения прочности и ресурса, живучести и весовой эффективности элементов авиаконструкций на стадии изготовления и в эксплуатации / А А Калюта, Г Ф Рудзей, Г П Семухин, В А Фролова, В М Чистин, А П Белоусов // В сб Труды IV Российско-китайской науч конференции по проблемам авиационной прочности - Новосибирск СибНИА, 1995 -С 110-113

30 Рудзей Г Ф О некоторых закономерностях образования остаточных напряжений в образцах с различными концентраторами напряжений / Г Ф Рудзей // Сопротивление усталости и живучести авиационных конструкций Вып 1 -Новосибирск СибНИА, 1995 -С 79-86

31 Рудзей Г Ф Исследование сопротивления усталости сварных соединений из алюминиевых сплавов / Г Ф Рудзей, В В Дубинин // Материалы регион науч -практ конф «Транссиб 99» - Новосибирск СО РАН, СГУПС, 1999 -С 453-456

32 Рудзей Г Ф Обеспечение ресурсных характеристик технологическими методами / Г Ф Рудзей // Труды 4-ой междунар науч -технич конф «Кибернетика и технологии XXI века» - Воронеж, 2003 -С 271-275

33 Рудзей Г Ф Особенности статистической обработки результатов усталостных испытаний / Г Ф Рудзей // Заводская лаборатория Диагностика материалов -2004 -Т 70,№1 -С 66-70

34 Вахничева М Г Особенности усталостных испытаний образцов болтовых и заклепочных соединений из композиционных материалов / М Г Вахничева, А А Калюта, Г Ф Рудзей // Авиационная промышленность -2004 -№ 1 -С 27-29

35 Калюта А А Регрессионный анализ усталостных характеристик образцов сварных соединений из титановых сплавов / А А Калюта, Г Ф Рудзей // Проблемы машиностроения и надежности машин - 2004 - № 6 - С 41-45

36 Обеспечение герметичности и усталостной долговечности заклепочных и болтовых соединений технологическими методами / М Г. Вахничева,

А А Калюта, Г Ф Рудзей, И Н Сизов // Труды Всерос науч -техн конф, посвященной 60-летию отделений аэродинамики и прочности авиационных конструкций - Новосибирск СибНИА, 2005 - С 244-251

37 Рудзей Г Ф Особенности усталостного разрушения заклепочных и сварных соединений / Г Ф Рудзей, А А Калюта, С А Катарушкин // Тр Всерос науч -техн конф , посвященной 60-летию отделений аэродинамики и прочности авиационных конструкций - Новосибирск СибНИА, 2005 - С 270-275

38 Рудзей Г Ф Исследование характеристик рассеяния и параметров уравнений регрессии усталостной долговечности сварных и заклепочных соединений / Г Ф Рудзей // Труды Всерос науч -техн конф , посвященной 60-летию отделений аэродинамики и прочности авиационных конструкций -Новосибирск СибНИА, 2005 - С 231-235

39. Рудзей Г Ф Обеспечение показателей надежности компонентов воздушного судна на стадии производства / Г Ф Рудзей // Тр конф «Мониторинг ЛА-2005» - Ташкент, 2005 -С 281-286

40 Калюта А А Исследование повреждаемости летательных аппаратов с помощью статистических методов обеспечения / А А Калюта, Г Ф Рудзей //Конференция «Мониторинг ЛА-2005» - Ташкент, 2005 -С 273-281

41 Белов В К Повышение усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами

монография / В К Белов, Г Ф Рудзей, А А Калюта - Новосибирск Изд-во НГТУ, 2006 - 179 с

42 Рудзей Г Ф Влияние технологических факторов на усталостную долговечность сварного соединения / Г Ф Рудзей // Авиационная промышленность -2007 —№1 -С 28-31

43 Рудзей Г Ф Влияние дефектов сварки и числа проходов при сварке на сопротивление усталости образцов сварных соединений из алюминиевых сплавов / Г Ф Рудзей // Технология машиностроения - 2007 - № 1 - С 38-40

Отпечатано в ОНТИ ФГУП «Сибирский научно-исследовательский институт авиации им С А Чаплыгина» 630051, г Новосибирск, ул Ползунова, 21 тел /факс (383)279-50-62

Формат 60x84/16, объем 1,97 печ л , тираж 100 экз Заказ № 222 Подписано в печать 25 07 2007г

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

1.1. Методика оценки влияния технологии производства на ресурсные характеристики элементов конструкций.

1.2. Особенности статистической обработки результатов усталостных испытаний.

1.3. Совершенствование методов оценки результатов усталостных испытаний.

1.4. Методика определения деформаций и остаточных напряжений в области концентраторов напряжений и в поверхностном слое образцов.

Выводы.

2. МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЙ.

2.1. Остаточные напряжения в образцах со свободным отверстием. Влияние типа концентратора напряжений на величину остаточных напряжений. Релаксация остаточных напряжений при эксплуатационных воздействиях.

2.2. Усталостное разрушение элементов конструкций со свободным отверстием с учетом влияния остаточных напряжений при комнатной и повышенной температуре.

2.3. Роль остаточных напряжений при расчете усталостной долговечности по линейной гипотезе суммирования повреждений.

2.4. Влияние остаточных напряжений в поверхностном слое образцов на развитие усталостных повреждений в конструкции. Закономерности образования остаточных напряжений в различных конструкционных сплавах.

Выводы.

3. УСТАЛОСТНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ, МОДЕЛИРУЮЩИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ.

ЗЛ. Остаточные напряжения в области дорнированного отверстия. Усталостная долговечность конструктивных элементов с радиальными натягами в области отверстия.

3.2. Остаточные напряжения в области заклепок с компенсатором. Влияние постановки крепежа с гарантированным натягом на усталостную долговечность, герметичность и коррозионную стойкость заклепочных соединений.

3.3. Повышение сопротивления усталости конструктивных элементов с помощью локального пластического деформирования.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Остаточные напряжения в сварных соединениях из алюминиевых сплавов, их влияние на усталостную долговечность соединений.

4.2. Влияние пластической деформации при формообразующих операциях на сопротивление усталости сварных соединений. Коррозионная стойкость соединений из алюминиевых сплавов.

4.3. Анализ усталостного разрушения сварных соединений из конструкционных сплавов.

4.3Л. Статическая прочность и выносливость образцов сварных соединений из титановых сплавов.

4.3.2. Статическая прочность и выносливость образцов сварных соединений из стали 12X18Н1 ОТ.

4.3.3. Статическая прочность и усталостная долговечность образцов сварных соединений из алюминиевых сплавов.

4.3.4. Исследование параметров уравнений регрессии конструктивных элементов. Общие закономерности усталостного разрушения элементов конструкций.

Выводы.

5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАКЛЕПОЧНЫХ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА.

5.1. Пути повышения усталостной долговечности технологическими методами.

5.2. Анализ усталостного разрушения металлических композитов, полученных сваркой взрывом.

5.3. База данных по влиянию технологии производства на прочностные и усталостные свойства конструктивных элементов.

Выводы.

При эксплуатации транспортных средств, объектов повышенной опасности, ключевой позицией является обеспечение ресурса изделий. Ресурс конструкции (Я) - наработка от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до прекращения или приостановки эксплуатации. Допустимая наработка в эксплуатации по условиям выносливости конструкции определяется на основе результатов лабораторных испытаний на выносливость конструкции в целом и (или) таких испытаний на выносливость, которые по условиям нагружения и охвату возможных слабых мест приближаются к условиям испытаний конструкции в целом [1, 2]. Допустимая наработка в эксплуатации, соответствующая характеристикам выносливости, полученным при лабораторных испытаниях, определяется делением на суммарный коэффициент надежности 7 среднего числа циклов (блоков) испытаний (ТУ), которые конструкция выдержала с обеспечением обязательных требований. Величина суммарного коэффициента надежности т] определяется как Г} = т], т] 2 г/ 3 г\ 4, где ?7 1 учитывает уровень структуры программы испытаний на выносливость характеру реальных нагрузок в эксплуатации (1.1,5), т] 2 - степень опасности разрушения (1.1,2), ?73 - достоверность данных о повторяемости нагрузок, действующих на самолет (1.1,5), ?74 - разброс свойств выносливости (3.5). Следовательно, повышение ресурса изделий на стадии производства возможно за счет увеличения долговечности и снижения суммарного коэффициента надежности.

Ресурс конструкции летательного аппарата устанавливается по ресурсу конструктивных элементов, разрушение или появление повреждений в которых может непосредственно привести к катастрофической ситуации. На ресурс конструкции, в значительной степени определяемый сопротивлением усталости конструктивных элементов, влияют многие факторы: конструктивные и технологические решения, качество производства, особенности эксплуатации, регламентные и ремонтные работы [3-6]. Обеспечение достаточной выносливости для опасных мест конструкции, устанавливаемых на основе расчетов и имеющегося опыта, предусматривается уже на стадии проектирования. При этом особое внимание уделяется выбору соответствующего материала, максимально возможному снижению концентрации напряжений, рациональности технологии изготовления элементов конструкции и их сборки, надежности систем контроля качества изготавливаемой продукции, а также максимальному повышению выносливости на основе использования соответствующих конструктивно - технологических мероприятий. Эффективность мероприятий проверяется лабораторными испытаниями отдельных конструктивных элементов (узлов, стыков, панелей, отсеков и др.). Усталостную долговечность часто лимитируют стыковые узлы и соединения. Методы оценки их сопротивления усталости должны учитывать конструктивные, металлургические, технологические и эксплуатационные особенности. Метод оценки усталостной долговечности деталей в "нерегулярных зонах" основан на использовании экспериментальной кривой выносливости для конкретного стыка или выреза.

Изучением сопротивления усталости материалов и элементов конструкций занимались многие исследователи. Так проблемам механизма образования и развития усталостных повреждений, влияния различных факторов на усталость материалов и элементов конструкций посвящены фундаментальные работы C.B. Серенсена, B.C. Ивановой, JI.P. Ботвиной, В.В. Болотина, В.П. Когаева, С.И. Ратнера, В.Т. Трощенко, В.Ф. Терентьева, А.З. Воробьева,

A.Ф. Селихова, В.Г. Лейбова, Г.И. Нестеренко, В.Л. Райхера, Б.И. Олькина,

B.Н. Стебенева, Т.С. Родченко, П.Г. Форреста, В. Вейбулла, С.С. Осгуда, М.Н. Степнова, Е.В. Гиацинтова, В.И. Шабалина, например [3-16]. Новые исследования по прогнозированию долговечности конструкций выполнены, например, в [17-24]. Значительное внимание уделено изучению кинетики усталостных трещин. Г.И. Баренблатт, Н.И. Мусхелишвили, Г.П. Черепанов, Н.И. Марин, В.П. Павелко, В.В. Болотин, Г.И. Нестеренко, В.П. Когаев и другие разрабатывали теоретические аспекты развития усталостных трещин [24-31]. Микромеханизмы развития трещин усталости, экспериментальное определение скорости роста усталостных трещин с учетом влияния истории нагружения, перегрузок, среднего напряжения цикла, различных концентраторов напряжений, агрессивных сред, повышенных температур, предварительного пластического деформирования изучены в [32-44]. Рассмотрены факторы, тормозящие рост усталостных трещин [45-49].

Следует отметить, что в связи с появлением новых конструкционных материалов, новых видов техники, эксплуатируемых в более сложных условиях (повышенные скорости, температуры и другое), возникают новые задачи, требующие своего решения. Одной из таких задач является исследование влияния технологии производства на ресурсные характеристики изделий. Как показывает мировая практика, значительный вклад в обеспечение характеристик долговечности изделий вносит технология производства. В работе [50] показано, что на ресурсные характеристики конструктивных элементов влияют практически все операции технологического процесса. Прокатка, прессование, ковка, литье, холодная штамповка, правка, сварка, термическая и термохимическая обработка и т. д., в основном, воздействуют на свойства всей массы материала и на свойства поверхностного слоя заготовок. Операции обработки полуфабрикатов воздействуют на поверхностный слой конструкции, в основном, формируя его. Их влияние на сопротивление усталости деталей в части образования усталостного повреждения следует признать решающим. Операции сборки влияют на сопротивление усталости за счет воздействия на поверхностный слой, создания внутреннего напряженного состояния. Авторы работы [51], рассматривая вопрос обеспечения ресурса технологическими методами, пишут о том, что технология изготовления деталей и сборки узлов, агрегатов и систем самолетов оказывает важное, а часто и решающее влияние на усталостную долговечность. Это влияние реализуется через изменение свойств и напряженно-деформированного состояния материала элементов конструкций при изменении режимов выполнения одного и того же технологического процесса. Статистика влияния производственных отклонений на снижение долговечности (до 90 %) приведена в работе [52].

Особое влияние на прочностные характеристики оказывают остаточные напряжения, возникающие в процессе изготовления конструкции в поверхностном слое материала или в области концентраторов напряжений. Установлено [53], что остаточные напряжения слабо влияют на статическую прочность конструктивных элементов из пластичных материалов, т.к. в ходе пластического течения происходит перераспределение напряжений по сечениям. Для хрупких материалов влияние остаточных напряжений на статическую прочность может быть существенным [54]. На характеристики усталостной долговечности их влияние значимо, поэтому большой практический интерес представляет изучение влияния технологии изготовления на остаточные напряжения в изделиях. Такие исследования при различных режимах механообработки, поверхностного деформирования (ППД) проведены в ряде работ. A.A. Металиным, Б.А. Кравченко, И.В. Кудрявцевым и другими [55-58] показан механизм образования остаточных напряжений при шлифовании, резании, при поверхностном наклепе. Подчеркнуто, что поверхностное упрочнение должно применяться с учетом совокупного воздействия групп факторов: свойств сплава, напряженного состояния, уровня и характера нагруже-ния, воздействия внешней среды. Установлена высокая эффективность наклепа не только для материалов, но и для сварных соединений из малоуглеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей, титановых сплавов. Влияние обкатки роликами, заневоливания, дробеструйной обработки рассмотрено в работах [59-62]. Эти технологические процессы (в результате совместного действия остаточных напряжений и собственного упрочнения) повышают сопротивление усталости, причем для высокопрочных сталей эффект упрочнения больше, чем для среднепрочных. Большие остаточные напряжения могут возникать в сварных соединениях. Расчетные модели остаточных напряжений в сварных соединениях предложены в работах [63-65].

Распределение остаточных напряжений при различных видах сварки в различных материалах получено в работах [66-71]. Установлено, что для большинства сталей в шве после сварки локализован пик растягивающих остаточных напряжений, достигающий предела текучести материалов. С течением времени происходит релаксация остаточных напряжений. Повышение температуры приводит к интенсификации перераспределения. Однако в тонкостенных конструкциях из алюминиевых сплавов особенности образования остаточных напряжений изучены недостаточно. Авиационные конструкции характеризуются большим количеством концентраторов напряжений различного вида - инициаторов усталостных повреждений. Диаграмма распределения напряжений с учетом остаточных напряжений в области отверстия (качественная картина) рассмотрена, например, в работе [72]. Но для оценки ресурса, разработки упрочняющих технологий, основанных на создании благоприятного поля остаточных напряжений, необходимы экспериментально полученные численные значения остаточных напряжений в области типовых концентраторов напряжений. Кроме того, при воздействии внешних условий остаточные напряжения могут изменяться. Необходимо было оценить насколько «устойчивыми» оказываются остаточные напряжения, создаваемые с целью упрочнения, при воздействии меняющихся нагрузок, повышенных температур, не ухудшается ли коррозионная стойкость конструктивных элементов и другое. Это определяет целесообразность исследований остаточных напряжений различного происхождения в области типовых концентраторов напряжений, изучения особенностей их изменения при воздействии эксплуатационных и технологических факторов, оценки влияния этих напряжений на сопротивление усталости, коррозию конструктивных элементов.

В авиации существуют различные концепции проектирования конструкций [6, 72]: проектирование по безопасному сроку службы и по безопасному повреждению. В первом случае ожидаемый срок службы оценивается исходя из испытаний или расчетов, и коэффициенты надежности должны обеспечивать срок службы ниже того, при котором самолет полностью разрушится. Во втором случае конструкция создается так, что периодические ее проверки позволяют обнаружить трещины до того, как они достигнут катастрофического размера. Необходимость проектирования по безопасному повреждению подтверждается следующим примером. В работе [73] приведены данные по ресурсу широкофюзеляжного самолета А-300 В. Его расчетный срок службы (без замены частей планера) составляет 40 тысяч летных часов, в том числе до появления трещин - 30 тысяч летных часов. Экономически выгодный технический ресурс составляет 60 тысяч летных часов. Очевидно, что примерно половину технического ресурса самолет должен гарантированно эксплуатироваться без повреждений, а вторую половину - с допустимыми повреждениями деталей агрегатов и их заменой при ремонтах. Безопасность конструкции обеспечивается периодическими осмотрами, местными ремонтами, заменами деталей и модификациями конструкции для поддержания ее долговечности. Из принципа безопасных повреждений вытекают некоторые новые правила проектирования: выбор материалов с хорошим сопротивлением образованию и развитию усталостных трещин при циклическом нагруже-нии, применение конструкций, в которых силовой поток идет по нескольким элементам, использование конструктивно-технологических средств торможения трещин, в том числе специальных стопоров трещин. Особое внимание должно уделяться обеспечению требуемых усталостных характеристик различных видов соединений. Однако использование ряда упрочняющих технологий, как-то: постановка крепежа с гарантированным натягом, создание стопоров посредством локального пластического деформирования, прокатка сварного шва в роликах - не всегда приводят к ожидаемому результату. Релаксационные процессы, протекающие при повышенных температурах, переменных нагрузках, в сочетании с микроповреждениями, возникающими при пластическом деформировании, дефектами производства могут приводить к значимому снижению усталостных характеристик. Недостаточно изучен вопрос по определению допустимых параметров деформирования, по влиянию локальных пластических деформаций на коррозионную стойкость и, следовательно, календарный срок службы) конструктивных элементов. Поэтому эффективность упрочняющих операций, их технологические параметры, последовательность должны быть предварительно тщательно изучены в лабораторных условиях. Актуальным является исследование влияния технологической наследственности на сопротивление усталости, коррозионную стойкость изделий в эксплуатации.

Существенную роль в обеспечении выносливости играют производственные дефекты различного типа и размера. В гражданской авиации США в 1967-1969 гг. из 216 случаев летных происшествий по причинам усталостных повреждений 39 были последствием дефектов производства и 15 - дефектов материала [74]. Но при некоторых видах производства, например при сварке, не удается изготовить бездефектные изделия. По данным работы [75] при сборке - сварке кабины орбитального самолета «Буран» число ремонтных подварок на одной кабине достигало 50. 100. Поэтому необходимость нормирования допустимых дефектов при различных производственных операциях актуализирует исследования по оценке влияния дефектов сварного соединения на усталостные характеристики элементов конструкций.

Особое внимание должно уделяться новым технологиям. Нельзя не согласиться с утверждением авторов работы [76], подчеркивающих, что достижение нового уровня эксплуатационных и производственных показателей связано главным образом с эффективными конструкторскими решениями и успехами в создании новых материалов и технологий. Технология становится критическим параметром, определяющим состояние техники, машиностроения. Но, как уже показано выше, для внедрения новых технологий в промышленность необходима их оценка, а порой и доводка по критериям прочности, усталостной долговечности, с учетом воздействия эксплуатационно-климатических факторов. В модификации процессов с учетом ресурсных характеристик нуждается и ряд базовых технологических операций. Поэтому актуальным является проведение в лабораторных условиях широкого экспериментального моделирования по изучению влияния различных технологических факторов на характеристики статической прочности и ресурса ответственных конструктивных элементов. Это позволяет глубже понять процессы накопления повреждений при усталости материалов и элементов конструкций, осуществлять теоретическое моделирование и расчет ресурса изделий. Экспериментальное моделирование способствует совершенствованию технологических процессов посредством управления коэффициентами технологического влияния. Под управлением коэффициентами технологического влияния понимается такое целенаправленное воздействие на технологические процессы, при котором обеспечиваются на стадии производства требуемые характеристики долговечности конструктивных элементов и изделия в целом.

Значимость задач обеспечения ресурсных характеристик, в том числе технологическими методами, в настоящее время возросла и в связи с необходимостью обеспечения безопасной эксплуатации стареющих самолетов. К настоящему моменту многие отечественные летательные аппараты (самолеты Ил-18, Ил-62, Ил-86, Ту-154Б-2, Ту-134А, Як-40, Як-42, Ан-12, вертолеты Ми-2, Ми-4, Ми-6, Ми-8, Ка-26, Ка-28 и другие) существенно превысили проектные ресурсы и сроки службы. Их дальнейшая эксплуатация возможна за счет качества технологии ремонтных и регламентных работ, научно обоснованных и доработанных с учетом критериев прочности и долговечности.

Следует отметить и следующее обстоятельство. По зарубежным требованиям ресурс пассажирского самолета должен достигать 60 и более тысяч часов налета. Отставание в длительности назначенного ресурса приводит к снижению конкурентоспособности отечественной техники, экономическим потерям.

Решение указанных выше задач позволяет обосновать пути повышения усталостной долговечности элементов конструкций технологическими методами. Рис. В.1 отражает методологию исследования проблемы, использованную в данной работе. Отмеченный пунктирной линией блок, связанный с расчетом ресурса элементов конструкций, не является предметом настоящего изучения.

Проблема

Технологическое моделирование

1. Технологии производства.

2. Образцов материалов и элементов конструкций.

Эксплуатационное моделирование

1. Вида нагружения (статика, циклическое нагружение).

2.Температуры (комнатная, повышенная).

3. Среды (воздух, 3 %-ный раствор ЫаС1, керо-син^

Эксперимент

1. Планирование эксперимента. 2 .Совершенствование методов обработки результатов. 3. Исследование: -статической прочности,

-усталостной долговечности,

-коррозионной стойкости,

-остаточных напряжений,

-кинетики усталостных трещин, -герметичности соединений.

Расчет ресурса конструкций.

Обоснование способов повышения усталостной долговечности.

Рис. В.1. Методология исследования проблемы.

При оценке усталостных свойств материалов и элементов конструкций экспериментаторы сталкиваются со значительным разбросом долговечности. Поэтому для повышения достоверности выводов в работе уделено внимание совершенствованию методики проведения и обработки результатов усталостных испытаний. Исследования проведены на натурных образцах с предварительно не деформированными и дорнированными отверстиями, а также образцах сварных и заклепочных соединений. Выбор типа натурных образцов объясняется тем, что ресурс конструкций самолетов ограничивается, в большинстве случаев, усталостью продольных стыков панелей нижней поверхности крыла и усталостью продольных стыков внахлест обшивки фюзеляжа. В этих стыках образуются трудно контролируемые многоочаговые трещины [6]. Кроме того, создание соединений по трудоемкости составляет около 60 процентов трудоемкости изготовления летательных аппаратов.

Согласно краткому паспорту научной специальности «Прочность летательных аппаратов» областью исследования являются методы и средства повышения ресурса и долговечности элементов ЛА, включая конструктор-ско-технологические решения.

Целью данной работы является повышение усталостной долговечности и стойкости к взаимодействию факторов внешней среды заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций.

Для достижения цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Экспериментально установить закономерности распределения остаточных напряжений различного происхождения в области типовых для летательных аппаратов концентраторов напряжений: свободного отверстия, отверстия после дорнирования, в сварных и заклепочных соединениях из алюминиевых сплавов. Изучить релаксационные процессы под влиянием эксплуатационных и технологических факторов.

2. Экспериментально исследовать механизм влияния остаточных напряжений, создаваемых технологическими методами на стадии производства, на сопротивление усталости, герметичность, коррозионную стойкость конструктивных элементов.

3. Выявить особенности разрушения сварных и заклепочных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и стали в условиях, моделирующих эксплуатационные. С помощью регрессионного анализа установить общие закономерности усталостного разрушения элементов конструкций.

4. Научно обосновать способы повышения усталостной долговечности конструктивных элементов технологическими методами.

Создать основу для системы информационной поддержки изделий на стадии проектирования и производства по влиянию технологических факторов на усталостную долговечность элементов авиационных конструкций.

5. Усовершенствовать методики экспериментальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, определения остаточных напряжений в области концентраторов напряжений.

Научная новизна работы:

1. Научно обоснованы способы повышения усталостной долговечности элементов конструкций технологическими методами, основанными на формировании благоприятных остаточных напряжений в области концентраторов напряжений, определены допустимые области их использования.

Экспериментально показано, что увеличение сопротивления усталости на порядок и более сварных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и сталей возможно также за счет получения качественного сварного соединения, автоматизации процесса сварки, отработки технологии сварки, включающей выбор присадочной проволоки, применение флюса и другое.

2. Впервые комплексно экспериментально исследованы остаточные напряжения в области свободного отверстия, отверстия после дорнирования, постановки крепежа с гарантированным натягом, а так же в точечном и шовном сварном соединении из алюминиевых сплавов. Установлены зависимости величины остаточных напряжений от внешней нагрузки, типа концентратора напряжений, величины натяга по контуру отверстия, механических характеристик алюминиевых сплавов. Изучены процессы релаксации остаточных напряжений при воздействии перерывов в испытаниях, циклических нагрузок, повышенной температуры. Произведена оценка влияния остаточных напряжений в области концентраторов напряжений на сопротивление усталости, кинетику усталостных трещин, герметичность, коррозионную стойкость конструктивных элементов.

3. Методом регрессионного анализа выявлена общая зависимость между коэффициентами уравнений = / <ттах) гладких образцов, образцов с отверстием, образцов сварных и заклепочных соединений из авиационных конструкционных сплавов при отнулевых циклах растяжения в рабочем диапазоне эксплуатационных воздействий. Для образцов сварных соединений из сплава 1201Т1 установлена зависимость между коэффициентами аналогичных уравнений при асимметричных циклах нагружения с отличным от нуля максимальным напряжением цикла растяжения (при различных значениях относительного среднего напряжения цикла). Использование установленных зависимостей позволит в ряде случаев значительно сократить объемы усталостных испытаний конструктивных образцов на стадии проектирования изделий.

4. Усовершенствованы методики экспериментальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, развивающие ранее используемые методы и способствующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок. Применение высокоточных сеток на оптически прозрачном стекле при оптико-механическом способе измерения перемещений в области концентраторов напряжений позволило впервые комплексно исследовать остаточные напряжения на участках со значительным градиентом напряжений и научно обосновать способы повышения усталостной долговечности элементов конструкций технологическими методами, основанными на формировании благоприятных остаточных напряжений в области концентраторов напряжений.

Практическая значимость работы:

1. На основании большого экспериментального материала в работе реализован системный подход к решению проблемы обеспечения долговечности сварных и заклепочных соединений тонкостенных конструкций технологическими методами.

2. Произведена оценка влияния комплекса технологических факторов базовых технологических процессов на сопротивление усталости конструктивных элементов, а именно: ручной и автоматической сварки сплавов, применяемых в трубопроводных системах (титановые сплавы ПТ-7М, ВТ 1-0, сталь 12Х18Н10Т), раскатки и термообработки труб со сварными соединениями, второго прохода при гелиево-дуговой сварке сплавав 1201Т1, АМгб, прогиба шва, смещения кромок, допустимых дефектов для сварного соединения 1 категории. Результаты исследований использованы при оценке ресурса летательных аппаратов, выборе технологических цепочек производства конструктивных элементов. Данные по влиянию дефектов сварных соединений на их сопротивление усталости позволяют дать научное обоснование нормированию дефектов с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности.

3. По критериям статической прочности и ресурса доработаны и внедрены на предприятиях отрасли технологические процессы сварки глубоким проплавлением титанового сплава ВТ-23, магнитно-импульсного способа формообразования обечаек со сварными соединениями из сплава АМц, ремонтных доработок методом сварки деталей с поверхностными и торцевыми дефектами из сплавов ВНС-2, АЛ9, применения заклепок с компенсаторами, производства биметаллических композитов из алюминиевого (1201), титановых сплавов (ВТ1-0, ОТ4-0) и стали (12Х18Н10Т).

4. Разработана методика повышения усталостной долговечности типовых конструктивных элементов (полосы с отверстием, заклепочных соединений) с помощью многорядного локального пластического деформирования поверхности образцов в области концентраторов напряжений, позволяющая повысить усталостную долговечность заклепочных соединений до 4-х раз.

5. С помощью экспериментального исследования остаточных напряжений в области постановки крепежа с натягом дано научное обоснование применения типа крепежа для обеспечения ресурсных характеристик заклепочных соединений.

6. Исследованы способы герметизации заклепочных соединений тонкостенных конструкций с помощью герметизирующих прослоек. По критерию усталостной долговечности рекомендованы наилучшие варианты герметизации.

7. Подготовлены материалы для создания на основе ИПИ-технологий информационной справочной системы по влиянию технологических факторов на статическую прочность, усталостную долговечность материалов и элементов конструкций летательных аппаратов, которая может быть использована для оценки влияния технологии производства на характеристики долговечности соединений, доработки технологических процессов по критериям статической прочности и ресурса.

Результаты исследований внедрены в ОАО «Туполев», ОАО «ОКБ им. A.C. Яковлева», ОАО «НовосибНИАТ», ОАО «НАПО им. В.П. Чкалова», ОАО «КнААПО», «ЭМЗ им. В.М. Мясищева».

Положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование способов повышения усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами.

2. Экспериментально установленные закономерности распределения и релаксации остаточных напряжений в области свободного отверстия, отверстия после дорнирования, постановки крепежа, в точечном и шовном сварном соединении из алюминиевых сплавов при воздействии эксплуатационных и технологических факторов.

3. Экспериментально изученный механизм влияния остаточных напряжений в области концентраторов напряжений на характеристики долговечности конструктивных элементов из алюминиевых сплавов.

4. Результаты экспериментальных исследований по оценке влияния комплекса конструктивных, технологических, эксплуатационных факторов на сопротивление усталости, герметичность, коррозионную стойкость, кинетику усталостных трещин конструктивных элементов, изготовленных с помощью технологических процессов, являющихся базовыми и особо ответственными в самолетостроении.

5. Усовершенствованные методики исследований и статистической обработки экспериментальных результатов, развивающие ранее используемые методы и способствующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на следующих научных конференциях, симпозиумах и семинарах: III научно-технической конференции по проблемам усталостной прочности авиационных конструкций (Новосибирск, 1986 г.), VIII научно-технической конференции по ресурсу авиаконструкций (Жуковский, 1986 г.), II Всесоюзной конференции «Современные проблемы строительной механики и прочности летательных аппаратов» (Куйбышев, 1986 г.), VII Всесоюзном совещании по сварке и резке взрывом (Киев, 1987 г.), Отраслевом семинаре по применению полимерных компенсирующих заполнителей (Новосибирск, 1988 г.), X международной конференции по высокоэнергетической обработке материалов (Югославия, Любляна, 1989 г.), VII Всесоюзном симпозиуме «Колебания упругих конструкций с жидкостью» (Новосибирск, 1992 г.), III Всероссийской конференции «Ползучесть в конструкциях» (Новосибирск, 1995 г.), IV Российско-китайской научно-технической конференции по проблемам авиационного ресурса (Новосибирск, 1995 г.), IV Всероссийской конференции «Проблемы прочности и усталостной долговечности материалов и конструкций» (Новосибирск, 1997 г.), Научно-технической конференции «Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири» (Новосибирск, 1997 г.), Региональной научно-практической конференции

Транссиб 99» (Новосибирск, 1999 г.), 5-ом международном научно-техническом симпозиуме «Авиационные технологии 21 века» (Жуковский, 1999 г.), Региональной научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока Транссибу» (Новосибирск, 2002 г.), 4-ой международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж, 2003 г.), Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 60-летию отделений аэродинамики и прочности авиационных конструкций (Новосибирск, 2004 г.), Научной конференции «Мониторинг ЛА-2005» (Ташкент, 2005 г.), Семинаре по обеспечению проектного ресурса планера регионального самолета б'&МОО (Новосибирск, 2007 г.).

Методы исследований, использованные при выполнении работы: метод освобождения с применением оптико-механического (микроскоп МИМ-7) и тензометрического (тензометрическая измерительная система типа СИИТ-3, цифровой тензометрический мост ЦТМ-5) способов измерения перемещений, испытания по определению механических характеристик сплавов, статической прочности, усталостной долговечности, герметичности, коррозионной стойкости конструктивных элементов, исследования кинетики усталостных трещин (вихретоковые датчики трещин), металлографический и фрактографический анализ изломов (микроскопы МИМ-8, МИМ-10), метод фотоупругих покрытий, статистические методы обработки результатов испытаний.

Достоверность результатов работы основывается на научно обоснованном выборе методик исследований, хорошем совпадении результатов, полученных при контрольных экспериментах другими авторами, участии в исследованиях аттестованного персонала, на использовании серийного, аттестованного испытательного оборудования и поверенных средств измерений, на получении большого объема экспериментальных данных, обработанных с помощью методов математической статистики. Обсуждение результатов осуществлялась в авиационных фирмах, на конференциях различного уровня.

Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена в научноисследовательском отделении статической прочности и усталостной долговечности ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» в соответствии с планами научных работ института. Во всех экспериментах автор принимала непосредственное участие в качестве либо ответственного исполнителя, либо руководителя этапа, работы. Автором осуществлялось планирование работы, разработка методик исследований, контроль за ходом усталостного эксперимента, непосредственное измерение перемещений с целью определения остаточных напряжений, обработка и анализ экспериментальных данных, обобщение полученных данных.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 43 печатных работы, в том числе 1 монография, 9 статей в журналах, включенных в Перечень ВАК, 9 статей в центральных научно-технических журналах, 15 статей в сборниках трудов, 9 статей в материалах всесоюзных, всероссийских или международных конференций и симпозиумов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 192 наименований, приложения. Общий объем основного текста 270 страниц, включая 103 рисунка, 31 таблицу.

Выводы.

1. На основании проведенных исследований показаны пути обеспечения ресурсных характеристик технологическими методами.

2. Произведена оценка влияния направления проката, количества проходов при сварке, смещения кромок, прогиба шва, дефектов сварки первой категории (поры, цепи пор, вольфрамового включения), ремонтных доработок методом сварки на сопротивление усталости сварных соединений из алюминиевых сплавов и стали. Показано, что значимое влияние на усталостную долговечность соединений из сплавов 1201Т1 и АМгб оказывает прогиб шва величиной более 30 % от толщины поперечного сечения. Ремонтные доработки методом сварки до 25 % площади поперечного сечения образца практически не влияют на усталостную долговечность конструктивного элемента. Глубокие доработки (более 50 %, 75 % от площади сечения) приводят к значимому снижению числа циклов до разрушения (более 40.70 %). Стопроцентный ремонт (или сварка встык) с позиций усталости менее опасен, чем частичные ремонтные доработки большой величины. Полученные данные позволяют обеспечить научное обоснование нормирования производственных дефектов.

3. Исследованы механические характеристики, сопротивление усталости, коррозионная стойкость композиционных материалов типа "сталь 3-медь", "сплав 1201-титановые сплавы", "12Х18Н10Т-ВТ1-0", полученных сваркой взрывом. Установлено, что сваркой взрывом удается создавать композиты с различными механическими характеристиками. Повышение условного предела текучести и предела прочности композита сопровождается снижением его пластичности. Образцы из композитов могут без разрушения кратковременно воспринимать циклическую нагрузку, превышающую предел прочности сплавов, входящих в композит. При воздействии агрессивной среды (3 %-ный раствор ЫаС1, 5000 часов) в биметаллах типа «алюминиевый сплав - титановые сплавы» наблюдалась общая коррозия сплава 1201 и щелевая коррозия в зоне шва в случае непровара композита, что приводило к значимому снижению его усталостной долговечности.

4. В результате систематизации и унификации результатов прочностных и усталостных испытаний конструктивных элементов, изготовленных с использованием различных технологических процессов, появилась возможность на основе ИПИ-технологий создания базы данных, включающей механические характеристики материалов и характеристики долговечности материалов, элементов конструкций, выполненных по перспективным технологиям с учетом моделирования эксплуатационных условий. База данных может быть использована для оценки влияния различных технологических факторов ряда основных технологических процессов, применяемых в самолетостроении и при производстве тонкостенных конструкций в других областях народного хозяйства, на ресурс изделий, доработки технологических процессов по критериям прочности и ресурса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обоснованы пути повышения усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами на основании анализа результатов экспериментальных исследований статической прочности, сопротивления усталости, коррозионной стойкости, герметичности соединений, оценки влияния остаточных напряжений различного происхождения на характеристики усталостной долговечности.

2. Экспериментально установлено, что повышение усталостной долговечности достигается дорнированием свободного отверстия (увеличение долговечности на порядок и более), применением в заклепочном соединении крепежа с гарантированными осевыми и радиальными натягами (увеличение долговечности до 4-х раз), многорядным локальным пластическим деформированием опасного сечения заклепочного соединения, создающим стопоры на пути развития усталостной трещины (увеличение долговечности до 4-х раз). Определены допустимые параметры деформирования: - до 5 % при натяге по контуру отверстия и до 5.6 % от толщины листа при многорядном локальном пластическом деформировании поверхности. Существенное влияние на сопротивление усталости тонколистовых соединений оказывает также качество клепки, определяющее величину и равномерность осевого и радиального натяга, схемы герметизации. Увеличение усталостной долговечности на порядок и более сварных соединений из алюминиевых, титановых сплавов и сталей возможно за счет получения качественного сварного соединения, автоматизации процесса сварки, отработки технологии сварки, включающей выбор присадочной проволоки, применение флюса и другое.

Обеспечение ресурсных характеристик на стадии производства возможно только за счет выбора и доработки технологических операций с учетом критериев статической прочности и усталостной долговечности.

3. Дальнейшее развитие получила теория влияния остаточных напряжений в нерегулярной области элементов конструкций на усталостную долговечность, герметичность, коррозионную стойкость заклепочных и сварных соединений. Экспериментально определены закономерности образования остаточных напряжений в области свободного отверстия, отверстия после дор-нирования, в заклепочном соединении, в шовном и точечном сварном соединении из алюминиевых сплавов. Установлены зависимости остаточных напряжений от внешней нагрузки, типа концентратора напряжений, величины натяга по контуру отверстия, механических характеристик сплава. Подтверждена применимость уравнения Тегас1а У для описания распределения остаточных напряжений по известной величине напряжений в середине шва, на контуре сварной точки или отверстия. Исследованы процессы релаксации остаточных напряжений при выдержке без нагрузки, при циклическом нагружении, при воздействии повышенной температуры. Установленные закономерности позволяют производить расчетную оценку остаточных напряжений в области концентраторов напряжений в широком диапазоне эксплуатационных воздействий. Комплексные исследования по оценке влияния остаточных напряжений на усталостную долговечность элементов конструкций позволили сделать вывод об устойчивости эффектов упрочнения в условиях, моделирующих эксплуатационные, обосновать способы упрочнения, основанные на создании благоприятного поля остаточных напряжений в области концентраторов напряжений.

4. Произведена оценка влияния ряда конструктивно - технологических факторов сварных соединений из титановых сплавов ВТ1-0, ПТ-7М, ВТ-23, стали 12Х18Н10Т, ВНС - 5, алюминиевых сплавов 1201Т1, АМг 6, 1163 АТВ, АЛ9, сплава АМц на усталостную долговечность с учетом весовой эффективности. Экспериментально исследовано влияние технологии сварки, процесса автоматизации аргонодуговой сварки, прокатки шва в роликах, магнитно-импульсного способа формообразования обечаек со сварными соединениями, раскатки труб со сварными соединениями, использования присадочной проволоки, флюса, количества проходов при сварке, дефектов сварного шва первой категории, прогиба шва, смещения кромок, направления проката, ремонтных доработок методами сварки, воздействия повышенной температуры, ползучести, агрессивной среды. Экспериментально изучены прочностные свойства сваренных взрывом металлических композитов типа "сталь 3-медь", "сплав 1201-титановые сплавы", "12Х18Н10Т-ВТ1-0". Определены коэффициенты влияния.

5. Методом регрессионного анализа выявлена общая зависимость между коэффициентами уравнений lg(iV) = / (lg amax) гладких образцов, образцов с отверстием, образцов сварных и заклепочных соединений из авиационных конструкционных сплавов при отнулевых циклах растяжения. Для образцов сварных соединений из сплава 1201Т1 установлена зависимость между коэффициентами аналогичных уравнений при асимметричных циклах нагруже-ния с отличным от нуля максимальным напряжением цикла (при различных значениях относительного среднего напряжения цикла). Использование установленных зависимостей позволит в ряде случаев значительно сократить объемы усталостных испытаний на стадии проектирования и разработки.

6. Усовершенствованы методики экспериментальных исследований и обработки результатов усталостных испытаний элементов конструкций, развивающие ранее используемые методы исследований и способствующие повышению надежности выводов по результатам испытаний малых выборок. Применение высокоточных сеток на оптически прозрачном стекле при оптико-механическом способе измерения перемещений в области концентраторов напряжений позволило впервые комплексно исследовать остаточные напряжения на участках со значительным градиентом напряжений для обоснования способов повышения долговечности конструктивных элементов.

7. Результаты, полученные при выполнении работы, внедрены в ОАО «Туполев», ОАО «ОКБ им. A.C. Яковлева», ОАО «НовосибНИАТ», ОАО «НАПО им. В.П. Чкалова», ОАО «КнААПО», «ЭМЗ им. В.М. Мясищева». Они использованы при оценке ресурсных характеристик новой техники, при разработке и совершенствовании технологических процессов ряда изделий, при разработке отраслевой нормативно-технической документации.

1. Авиационные правила. Ч. 23. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. 1991. -410 с.

2. Авиационные правила. Ч. 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. 1994. - 332 с.

3. Сопротивление усталости элементов конструкций / А. 3. Воробьев, Б. И. Олькин, В. Н. Стебенев, Т. С. Родченко. М. : Машиностроение, 1990. - 237 с.

4. Методология и опыт обеспечения безопасности конструкции стареющих самолетов / А. Ф. Селихов, В. Г. Лейбов, Г. И. Нестеренко, В. Л. Райхер // Прочность авиационных конструкций : сб. статей. М. : ЦАГИ, 1998. - С. 21-28. - (Труды ЦАГИ. Вып. 2631).

5. Селихов А. Ф. Основные принципы обеспечения прочности и ресурса вертолетов в СССР / А. Ф. Селихов // Прочность авиационных конструкций : сб. статей. М. : ЦАГИ, 1998. - С. 7-20. - (Труды ЦАГИ. Вып. 2631).

6. Нестеренко Г. И. Долговечность авиационных конструкций / Г. И. Нестеренко // Прочность, колебания и ресурс авиационных конструкций : сб. статей. М. : ЦАГИ, 2004. - С. 239-256. - (Труды ЦАГИ. Вып. 2664).

7. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов / В. Вейбулл. М. : Машиностроение, 1964. - 276 с.

8. Osgood S. S. Fatigue design / S. S Osgood. N. Y.; Sydney; Toronto; Wiley : Interscience, 1970. - 523 p.

9. Степнов M. H. Усталость легких конструкционных сплавов. / М. Н. Степнов, Е. В. Гиацинтов ; под ред. С. В. Серенсена. М. : Машиностроение, 1973.-317 с.

10. Иванова В. С. Природа усталости металлов / В. С. Иванова, В. Ф. Терен-тьев. -М. : Металлургия, 1975. -451 с.

11. Оуэн М. Дж. Усталость углепластиков / М. Дж. Оуэн // Композиционные материалы. Т. 5. Разрушение и усталость / под ред. Л. Браутман. М. : Мир,1978.-С. 363-393.

12. Трощенко В. Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении / В. Т. Трощенко. Киев : Наукова Думка, 1981. - 344 с.

13. Серенеен С. В. Усталость материалов и элементов конструкций / С. В. Сервисен. 1985.-256 с.

14. Болотин В. В. Механика усталостного разрушения / В. В. Болотин // Машиноведение. 1988. - № 5. - С. 21-27.

15. Ботвина Л. Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов / Л. Р. Ботвина. М. : Наука, 1989. - 229 с.

16. Терентьев В. Ф. Усталость металлических материалов / В. Ф. Терентьев. -М. : Наука, 2002. 248 с.

17. Дрожжин В. Л. Метод определения параметров кривых усталости металлических материалов при стационарном нагружении / В. Д. Дрожжин, В. Я. Сенник // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. - № 1. -С. 44-47.

18. Муравьев В. И. Прогнозирование свойств сварных соединений тонколистовых конструкций из титановых сплавов / В. И. Муравьев, Д. В. Матвиенко, П. В. Череповский // Авиационная промышленность. 2004. - № 2. - С. 32-41.

19. Фомичев П. А. Прогнозирование долговечности тел с надрезами по локальному напряженно-деформированному состоянию. Определение параметра, характеризующего долговечность тел с концентраторами напряжений.

20. П. А. Фомичев // Проблемы прочности. 2000. - № 4. - С. 46-55.

21. Борисов Ю. С. Анализ применимости уравнений и исследование формы кривой усталости / Ю. С. Борисов, Ю. Н. Благовещенский, С. С. Дмитричен-ко, Н. М. Панкратов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2000.-№ 10.-С. 41-52.

22. Берендеев Н. Н. Модель накопления повреждений при многоцикловой усталости с использованием энергии неупругих деформаций / Н. Н. Берендеев, А. К. Любимов // Прикладная прочность и пластичность. 2001. - № 63. - С.23.29.

23. Liu К. С. An energy method for predicting fatigue life, crack orientation and crack growth under multiracial loading conditions / К. C. Liu, J. A. Wang // Int. J. Fatigue.-2001.-V. 23, № 10.-P. 129-134.

24. Taylor D. Some new methods for predicting fatigue in welded joints / D.Taylor, N. Barrett, G. Lucano // Int. J. Fatigue. 2002. - V. 24, № 5. - P. 509518.

25. Белодеденко С. В. Исследования и прогнозирование распределения долговечности при циклическом нагружении с перегрузками / С. В. Белодеденко // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. - Т. 69, № 3. - С. 43-47.

26. Баренблатт Г. И. О кинетике распространения трещин. Общие представления. Трещины, близкие к равновесным / Г. И. Баренблатт, В. М. Ентов, Р. Л. Салганик // МТТ. 1966. - № 5. - С. 82-92.

27. Марин Н. И. Статическая выносливость элементов авиационных конструкций / Н. И. Марин. М. : Машиностроение, 1968. - 162 с.

28. Нестеренко Г. И. Расчет характеристик эксплуатационной живучести самолетных конструкций на основе механики разрушения / Г. И. Нестеренко /У ФХММ. 1983. - № 1.-С. 12-20.

29. Болотин В. В. Устойчивость и рост усталостных трещин / В. В. Болотин // Механика твердого тела. 1988. - № 4. - С. 133-140.

30. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В. П. Когаев. М. : Машиностроение, 1993. - 364 с.

31. Кинетика накопления повреждений в низкоуглеродистой стали при растяжении / Л. Р. Ботвина, Н. А. Жаркова, М. Р. Тютин, Т. Б. Петерсен, В. Г. Будуева // Деформация и разрушение материалов. 2005. - № 3. - С. 2-8.

32. Ford F. P. Corrosion fatigue crack propagation / F. P. Ford // Fatigue: Environment and Temperature Effects. N. Y.; London. 1983. - P. 41-57.

33. Павлушевич А. Определение скорости роста усталостных терщин / А. Павлушевич // Проблемы прочности. 1986. - № 3. - С. 33-36.

34. Tokarsky В. Fatigue failure model including both initiation and propagation of the crack / B. Tokarsky // Engineering Fracture Mechanics. 1986. - V. 25, № 1. -P. 103.

35. Трощенко В. Т. Влияние однократной предварительной пластической деформации на трещиностойкость. Подход к прогнозированию скорости роста усталостных трещин / В. Т. Трощенко, П. В. Ясний, В. В. Покровский // Проблемы прочности. 1988. -№ 12. - С. 9-14.

36. Бородин Н. А. О развитии сквозных усталостных трещин при плоском напряженном состоянии / Н. А. Бородин, С. П. Борисов, Д. В. Ильяшенко // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. - Т. 67, № 5. - С. 41-45.

37. Болотин В. В. Прогнозирование роста трещин усталости с учетом факторов окружающей среды / В. В. Болотин, А. А. Шипков // Прикладная математика и механика. 2001. - Т. 65, № 6. - С. 1033-1034.

38. Olurim О. В. Fatigue crack propagation in aluminums alloy foams / О. B. Olurim, N. A. Fleck, M. F. Ashby // Int. J. Fatigue. 2001. - V. 23, № 5. - P. 375382.

39. Socha G. Prediction of the fatigue life on tyt basis of damage progress rate curves / G. Socha // Int. J. Fatigue. 2004. - V. 26, № 4. - P. 339-347.

40. Пиняк И. С. Аналитическое описание скорости роста усталостной трещины в металлах при различных асимметриях цикла нагружения / И. С. Пиняк // Проблемы прочности. 2001. - № 5. - С. 111-119.

41. Martinez-Esnaolo J. M. Modelling fatigue propagation of surface cracks / J. M. Martinez-Esnaolo // Int. J. Fract. 2001. - V. 109, № 3. - P. L17-L22.

42. Shipilov S. A. Mechanisms for corrosion fatigue crack propagation / S. A. Shipilov / Fatigue and Fract. Eng. Mater, and Struct. 2002. - V. 25, № 3. - P. 243-259.

43. Трощенко В. Т. Некоторые особенности роста усталостных трещин на различных стадиях их развития / В. Т. Трощенко // Проблемы прочности. -2003.-№ 6.-С. 5-29.

44. Пиняк И. С. К оценке кинетики упругопластического роста сквозной усталостной макротрещины в металлах при экстремальных и естественных условиях эксплуатации / И. С. Пиняк // Проблемы прочности. 2004. - № 2. С. 130-143.

45. Яценко М. И. Блокирование трещин в листовых элементах конструкций накладками из металлических волокнистых композитов / М. И. Яценко // Проблемы прочности. 1985. - № 9. - С. 70-74.

46. Злочевский А. Б. Факторы, тормозящие рост усталостных трещин после перегрузок / А. Б. Злочевский, А. Н. Шувалов. Физико-химическая механика материалов. 1985. - № 2. - С. 41-46.

47. Дегтярев В. А. Оценка эффективности методов повышения сопротивления усталости сварных соединений при ударном нагружении в условиях низкой температуры / В. А. Дегтярев, Б. С. Шульгинов // Проблемы прочности. -2000.-№6.-С. 115-123.

48. Ясний П. В. Влияние однократной перегрузки на рост усталостной трещины в сплаве Д16Т / П. В. Ясний, Ю. И. Пиндус /У Физ.-хим мех. материалов. 2002. - Т. 38, № 2. - С. 57-60.

49. Брондз Л. Д. Технология и обеспечение ресурса самолетов / Л. Д. Брондз. -М. : Машиностроение, 1986. 181 с.

50. Технология самолетостроения / А. Л. Абибов, Н. М. Бирюков, В. В. Бойцов, В. П. Григорьев, И. А. Зернов, П. Ф. Чударев, А. И. Ярковец. М. : Машиностроение, 1982. -551 с.

51. Модели технологического рассеяния усталостной долговечности / А. Г. Колосов, В. Г. Лейбов, В. Л. Райхер, А. Ф. Селихов // Прочность авиационных конструкций : сб. статей. М.: ЦАГИ, 1998. - С. 38-50. - (Труды ЦАГИ. Вып. 2631).

52. Биргер И. А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. М. : Машиностроение, 1963. - 231 с.

53. Балашов Б. Ф. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости сплава ВТ9 при различных температурах / Б. Ф. Балашов, А. Н. Петухов, А. Н. Архипов // Проблемы прочности. 1981. - № 7. - С. 33-37.

54. Кудрявцев И. В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин / И. В. Кудрявцев. М. : Машиностроение, 1969. - 100 с.

55. Металин А. А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / А. А. Металин. Киев : Техника, 1971. - 142 с.

56. Подзей А. В. Технологические остаточные напряжения / А. В. Подзей и др. М. : Машиностроение, 1973. - 216 с.

57. Бережницкая M. Н. Повышение долговечности конструкционных сталей и их сварных соединений с помощью пластического деформирования / M. Н. Бережницкая, Г. П. Гуслякова, В. И. Ткачев // Физ. хим. мех. материалов. -2000.-№3.-С. 121-122.

58. Иванов С. И. Остаточные напряжения в деталях из высокопрочного алюминиевого сплава В93 после различных методов обработки / С. И. Иванов, В. Ф. Павлов, В. И. Змиевский, А. В. Можаев // Проблемы прочности. 1980. -№ 8. - С. 60-62.

59. Рудницкий H. М. К оценке влияния остаточных напряжений и упрочнения поверхностного слоя на усталостную прочность деталей / H. М. Рудницкий // Проблемы прочности. 1981. - № 10. - С. 27-34.

60. Torres V. F. S. An evaluation of shot peening, residual stress and stress relaxation on the fatigue life of AISI 4340 steel / V. F. S Torres, H. J. C. Voorwald // Int. J. Fatigue. 2002. - V. 24, № 8. - P. 877-886.

61. Sharp P. K. Fatigue life recovery in aluminums alloy aircraft structure / P. K. Sharp, Q. Liu, S. A. Barter, P. Baburamani, G. Clark // Fatigue and Fract. Eng. Mater, and Struct. 2002. - V. 25, № 2. - P. 99-109.

62. Махненко В. И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений / В. И. Махненко. Киев. : Наукова Думка, 1976. - 320 с.

63. Аналитическое описание закономерностей распространения усталостных трещин с учетом остаточных сварочных напряжений / В. И. Труфяков, В. В. Кныш, П. П. Михеев, А. 3. Кузьменко // Автоматическая сварка. 1983. - № 6.-С. 1-4.

64. Асташкин В. И. О модельном описании кинетики формирования остаточных напряжений в процессе сварки / В. И. Асташкин, Я. И. Бурак, В. Т. Но-вацкий // Остаточные технологические напряжения : тр. 2-го Всесоюзного симпозиума. М., 1985. - С. 70-74.

65. Бабаев А. В. Учет влияния остаточных напряжений при расчетном определении периода зарождения и развития усталостной трещины в соединениях с непроварами / А. В. Бабаев, В. В. Кныш, Н. Ф. Лабунская // Автоматическая сварка. 1985.- № 1.-С. 8-10.

66. Itoh Y. Z. Prediction of fatigue crack growth rate in welding residual stress field / Y. Z Itoh and oth. // Engineering Fracture Mechanics. 1989. - V. 33, №. 3. -P. 397-407.

67. Дьяков Ю. Г. Остаточные напряжения в сварных соединениях с многопроходными швами / Ю. Г. Дьяков, В. А. Кархин // Остаточные технологические напряжения : тр. 2-го Всесоюзного симпозиума. М., 1985. - С. 131135.

68. Игнатьева В. С. Влияние остаточных напряжений на развитие усталостной трещины в области сварного стыкового шва / В. С. Игнатьева, Р. Р. Ку-лахметьев, В. В. Ларионов // Автоматическая сварка. 1985. -№ 1. - С. 1-4.

69. Андреева Л. П. Экспериментальное исследование релаксации напряжений в точечном сварном соединении из тонколистового материала / Л. П. Андреева, Б. В. Когаев, А. А. Антонов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. - № 8. - С. 43-49.

70. Tso-Liang Т. Effect of residual stress on fatigue crack initiation life for butt-welded joints / Teng Tso-Liang, Chang Peng-Hsiang // J. Mater. Process. Technol. 2004. - V. 145, № 3. - P. 325-335.

71. Хэйвуд Р. Б. Проектирование с учетом усталости / Р. Б. Хэйвуд. М. : Машиностроение, 1969. - 503 с.

72. Structural features // Aircraft Engineering. 1971. - V. 43, № 8. - Р. 9-15.

73. Coffin M. D. New Air Forcé requirement for structural safety, durability and life management / M. D Coffin, C. F. Tiffany // Journal of Aircraft. 1976. - V. 13, № 2. -P. 93-98.

74. Рязанцев В. И. Технология сборки-сварки конструкций орбитального самолета «Буран» / В. И. Рязанцев, В. Н. Мацнев У/ Авиационная промышленность. 2001. - № 1. - С. 52-59.

75. Братухин А. Г. Перспективные технологии для новых поколений / А. Г. Братухин, Б. Е. Карасев, А. В. Логунов // Авиационная промышленность. -1995.-№ 1-2.-С. 3-12.

76. Калюта А. А. Эксплуатация транспортных средств по техническому состоянию / А. А. Калюта // Транссиб-99 : тез. докл. региональной науч.-практ. конф. Новосибирск : МПС РФ; СО РАН; СГУПС. - 1999. - 220 с.

77. Автоматизация эксперимента и обработки результатов исследования усталостных трещин в плоских образцах / В. И. Шабалин, Г. В. Абабков, А. Н. Тимофеев, В. Н. Чаплыгин // Заводская лаборатория. 1981. - № 3. - С. 6466.

78. Доценко А. М. К вопросу об определении коэффициента интенсивности напряжений в полосе с центральным отверстием / А. М. Доценко. М. : ЦАГИ, 1972. - С. 37-41. - (Труды ЦАГИ. Вып. 1417).

79. Пэрис П. Анализ напряженного состояния около трещин / П. Пэрис, С. и Дж. // Прикладные вопросы вязкости разрушения / пер. с англ. под ред. Б. А. Дроздовского. М.: Мир, 1968. - С. 64-142.

80. Исида М. Коэффициенты интенсивности напряжений при растяжении пластин с эксцентрично расположенной трещиной / М. Исида // Прикладная механика. 1966. - № 3. - С. 225-227.

81. Brown W. F. Plane strain crack toughness testing of high strength metallic materials / W. F. Brown, J. E. Srawley. // ASTM STP. 1966. - N 410.

82. Rooke D. P. Width correction in fracture mechanics / D. P Rooke // Engineering fracture mechanics, 1970. V. 4, N 4. - P. 727-728.

83. Вентцель Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. М. : Наука, 1969. -576 с.

84. Степнов М. Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний : справочник / М. Н.Степнов. М. : Машиностроение, 1985.- 231 с.

85. Айвазян С. А. Статистическое исследование зависимостей / С. А. Айвазян. -М. : Металлургия, 1968.-227 с.

86. Тихонов А. Н. Статистическая обработка результатов экспериментов / А. Н. Тихонов, М. В. Уфимцев. М. : Изд-во МГУ, 1988. - 174 с.

87. Орлов А. И. Современная прикладная статистика / А. И. Орлов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. - Т. 64, № 3 - С. 52-60.

88. Лемешко Б. Ю. О зависимости распределений статистик непараметрических критериев и их мощности от метода оценивания параметров / Б. Ю. Лемешко, С. Н. Постовалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов.- 2001. Том 67, № 7. - С. 62-71.

89. Лемешко Б. Ю. О распределениях статистик непараметрических критериев согласия при оценивании по выборкам параметров наблюдаемых законов / Б. Ю. Лемешко, С. Н. Постовалов. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. - Том 64, № 3. - С. 61-72.

90. Кендалл М. Дж. Статистические выводы и связи / М. Дж. Кендалл, А. Стьюарт. М. : Наука, 1973. 200 с.

91. Хан Г. Статистические модели в инженерных задачах / Г. Хан, С. Шапиро ; пер. с англ. Е. Г. Коваленко М. : Мир, 1969. - 387 с.

92. Рудзей Г. Ф. Особенности статистической обработки результатов усталостных испытаний / Г. Ф. Рудзей // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2004. - Т. 70, №1. - С. 66-70.

93. Грингауз Г. Д. К вопросу об определении предела усталости / Г. Д. Грин-гауз // Заводская лаборатория. 1959. -№ 2. - С. 46-47.

94. Вахничева М. Г. Особенности усталостных испытаний образцов болтовых и заклепочных соединений из композиционных материалов / М. Г. Вахничева, А. А. Калюта, Г. Ф. Рудзей // Авиационная промышленность. 2004. - № 1.-С. 27-29.

95. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений / А. К. Ми-тропольский. М : Наука, 1971. - 256 с.

96. Вишняков Н. А. Остаточные напряжения в образцах с отверстием при действии статических и циклических нагрузок / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1978. - № 12. - С. 99-101.

97. Александров А. Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела / А. Я. Александров, М. X. Ахметзянов. М. : Наука,1973.-576 с.

98. Вишняков Н. А. Влияние периодического приложения больших по амплитуде циклов и полуциклов нагрузки на долговечность образцов / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз // Проблемы прочности. 1974. - № 10. - С. 51-53.

99. Analysis of overload effects and related phenomena / K. Sadanaada, A. K. Vasudevan, R. L. Holtz, T. U. Lee // Int. J. Fatigue. 1999. - Suppl. 21. - P. 233246.

100. Webster G. A. Residual stress distributions and their influence on fatigue lifetimes / G. A. Webster, A. H. Ezeilo // Int. J. Fatigue. 2001. - Suppl. 23, № 10. -P. S375-S383.

101. Kuzmanovic В. O. Influence of rest periods on the fatigue strength of structural steel / В. O. Kuzmanovic, M. Willems // Engineering fracture mechanics. -1972.-V. 4.

102. Simpkins D. Load-time dependent relaxation of residual stresses / D. impkins // J-l of Aircraft. 1972. - V. 9, № 12.

103. Вишняков H. А. О влиянии перерывов на выносливость дюралюминиевых образцов с надрезом при программном нагружении / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1977. - № 7. - С. 63-65.

104. Terada Y. An analysis of the stress intensityfactor of a crack perpendicular to the welding bead / Y. Terada // Engineering Fracture Mechanics. 1986. - V. 8, № 2.-P. 441-444.

105. Вишняков H. А. О релаксации остаточных напряжений в дуралюмине259при нормальной и повышенной температурах / Н. А. Вишняков, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1980. - № 5. - С. 50-52.

106. Остаточные напряжения в элементах конструкций при статическом и циклическом нагружении / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз, JT. П. Паулова, Г. Ф. Рудзей // Вестник машиностроения. 1981. - № 9. - С. 34-36.

107. Вишняков Н. А. Расчет кривых релаксации остаточных напряжений при нормальной и повышенной температурах / Н. А. Вишняков, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1982. - № 5. - С. 101-103.

108. Савин Г. Н. Концентрация напряжений около отверстий / Г. Н. Савин. -М., 1951.-496 с.

109. Вишняков Н. А. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов при программном нагружении / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1981. - № 6. - С. 34-37.

110. Park В. К. Influence of precipitation structure on fatigue life for an alumin-ium-3 wt Cu-alloy. Z. / В. K. Park, L. Lutjering, S. Weissmann // Metallkunde. -1971. Suppl. 62, N 10. - P. 721-726.

111. Алюминий. Металловедение, обработка и применение алюминиевых сплавов / пер. с англ. под ред.: А. Т. Туманова, Ф. И. Квасова, И. Н. Фрид-ляндера. М. : Металлургия, 1972. - 663 с.

112. Heller R. A. The influence of residual stresses on the random fatinue life of notched speamens / R. A. Heller, M. Seki, A. M. Freudenthal. ASD TDR - 1962. -V. 1075. Decemder.

113. Хардрат Г. Ф. Испытания образцов алюминиевого сплава на усталость при варьировании амплитуды нагрузки / Г. Ф. Хардрат, Ю. С. Науманн // Усталость и выносливость металлов / под ред. Ужика. М., 1963. - С. 339355.

114. Kirkby W. Т. Cumulative fatigue Damage studies of pinned -lug and clamped lug structural elements in aluminium alloy / W. T. Kirkby, P. R. Edward. // ARC, C.P.- 1970.-№ 1089.

115. Edward P. R. Cumulative damage in fatigue with particular reference to the effects of residual stress / P. R. Edward. // ARC. C. P. 1971. -№ 1185. - P. 837.

116. Редковец H. Ф. К вопросу о выборе параметров программы усталостных испытаний деталей самолетных конструкций / Н. Ф. Редковец // Прочность и долговечность авиационных конструкций. Вып.11. : тр. конф. Киев, 1965.

117. Вишняков Н. А. О повышении точности расчета усталостного ресурса по методу линейного суммирования повреждений / Н. А. Вишняков, Г. Д. Грингауз, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1980. - № 3. - С. 32-35.

118. Серенсен С. В. Усталость материалов и элементов конструкций. Избр. труды в 3 томах. Т. 2. / С. В. Серенсен. Киев : Наукова думка, 1985. - 255 с.

119. Рудзей Г. Ф. Особенности образования остаточных напряжений в образцах из алюминиевых сплавов / Г. Ф. Рудзей, А. Н. Мататанова // Проблемы прочности. 1988. -№ 5. - С. 51-54.

120. Терентьев В. Ф. Деформация и разрушение металлических материалов при усталости / В. Ф. Терентьев // Деформация и разрушение материалов. -2005.-№ 1.-С. 3-10.

121. Соболенко Т. М. Упрочнение взрывом титанового сплава ВТ1-0 / Т. М. Соболенко, Т. С. Тесленко, Г. Ф. Рудзей // Тез. докладов УП Всесоюз. совещания по сварке и резке взрывом. Киев : ИЭС им. Е. О. Патона, 1987. - С. 93-94.

122. Влияние взрывной обработки на статическую прочность и усталостную долговечность сварных соединений / Г. Ф. Рудзей, М. П. Соболенко, Т. С. Тесленко и др. // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев : ИЭС им. Е. О. Патона, 1989. - С. 8 - 11.

123. Влияние процесса химической доводки на прочностные характеристики262деталей из алюминиевых сплавов / Б. Д. Аннин, В. М. Чистин, А. А. Калюта, Г. Ф. Рудзей, А. И. Равикович, Г. П. Семухин // Авиационная промышленность. 1986. -№ 12. - С. 44-46.

124. Шабалин В. И. Роль пластической деформации в процессе усталости ду-ралюмина / В. И. Шабалин // Расчеты элементов авиационных конструкций. Вып. 5. Новосибирск, 1967. - С. 53-65.

125. Рудзей Г. Ф. Остаточные напряжения в элементах конструкций при радиальном натяге по контуру отверстия / Г. Ф. Рудзей, А. Н. Тимофеев // Проблемы прочности. 1984. - № 2. - С. 70-74.

126. Вигдорчик С. А. Конструктивно-технологические направления увеличения ресурса болтовых и заклепочных соединений / С. А. Вигдорчик // Методы повышения ресурса соединений элементов конструкций. Вып.1. М. : ЦАГИ, 1974.

127. Технология выполнения высокоресурсных соединений / под общ. ред. В. Ф. Пширкова. М. : «Технический прогресс и повышение квалификации» МАП, 1980.-170 с.

128. Прочностные характеристики высокоресурсных заклепочных соединений / А. А. Калюта, А. С. Ракин, Г. Ф. Рудзей, Л. В. Рудных, Г. П. Семухин, А. П. Съемщиков // Выносливость и живучесть авиаконструкций. Вып. 6. -Новосибирск : СибНИА, 1986. С. 32-36.

129. Рудзей Г. Ф Обеспечение показателей надежности компонентов воздушного судна на стадии производства / Г. Ф. Рудзей // Тр. конф. «Мониторинг ЛА-2005». Ташкент, 2005. - С. 281-286.

130. Callinan R. J.On the fatigue enhancement of interference fitted stop drilled holes / R. J. Callinan, С. H. Wang // Int. J.Fatigue. 1999. - V. 21, № 8. - C. 865872.

131. Способ задержки роста усталостных трещин в листовом материале : а. с. 456003 СССР, кл. С 21 Д 7/02 / В. П. Павелко, И. А. Савинаев ; Бюл. изобр., 1975. № 1.

132. Андреева Е. Н. Метод местного глубокого пластического деформирования как средство повышения эксплуатационной надежности / Е. Н. Андреева, А. Г. Рудаков // Прочность и надежность конструктивных материалов М. : ОНТИ; ВИАМ, 1977. - С. 188-208.

133. Вишняков H. А. Влияние многорядного локального пластического деформирования на сопротивление усталости полосы с отверстием / Н. А. Вишняков, Г. Ф. Рудзей // Проблемы прочности. 1986. - № 3. - С. 20-22.

134. Федосеев В. А. Влияние металлургических и технологических факторов на механические свойства сварных соединений из алюминиевых сплавов / В. А. Федосеев, В. И. Рязанцев // Авиационная промышленность. 1992. - № 11.-С. 34-36.

135. Николаев Г. А. Свариваемые алюминиевые сплавы / Г. А. Николаев, И. Н. Фридляндер, Ю. П. Арбузов. М. : Металлургия, 1990. - 296 с.

136. Влияние магнитно-импульсного способа формообразования на прочность сварных соединений из сплава Амц / Е. М. Добровольская, А. А. Калюта, Г. Ф. Рудзей, А. П. Бишев, В. В. Житков // Авиационная промышленность. 1985. - № 3. - С. 57-58.

137. Рудзей Г. Ф. Исследование сопротивления усталости сварных соединений из алюминиевых сплавов / Г. Ф. Рудзей, В. В. Дубинин // Материалы ре--гион. науч.-практ. конф. «Транссиб 99». Новосибирск : СО РАН; СГУПС,1999.-С. 453-456.

138. Шабалин В. И. О разрыве в кривых усталости дуралюмина /В. И. Шаба-лин // Докл. АН СССР. 1958. - Т. 122. - № 4. - С. 600-602.

139. Анализ применимости уравнений и исследование формы кривой усталости / Ю. С. Борисов, Ю. Н. Благовещенский, С. С. Дмитриченко, Н. М. Панкратов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. - № 10 - Т. 66.-С. 41-52.

140. Рудзей Г. Ф. Обеспечение ресурсных характеристик технологическими методами / Г. Ф. Рудзей // Труды 4-ой междунар. науч.-технич. конф. «Кибернетика и технологии XXI века». Воронеж, 2003. - С. 271-275.

141. Калюта А. А. Регрессионный анализ усталостных характеристик образцов сварных соединений из титановых сплавов / А. А. Калюта, Г. Ф. Рудзей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. - № 6. - С. 41-45.

142. Laser Welding Introduce at Airbus. The Smoothing Revolution // Planet Aerospace. 2002. - № 4. - p. 30-33.

143. Рязанцев В. И. Сварные конструкции из алюминиевых сплавов с литием /

144. B. И. Рязанцев // Авиационная промышленность. 2005. - № 2. - С. 32-41.

145. Рудзей Г. Ф. Влияние ремонтных доработок методом сварки на статическую прочность и усталостную долговечность образцов из сплавов ВНС-2 и AJI9 / Г. Ф. Рудзей, А. С. Ракин, Е. М. Добровольская // Авиационная промышленность. 1989. - № 4. - С. 58-61.

146. Постулаты CALS авиастроения / А. Г. Братухин, Г. И. Коротнев, И. С. Шевчук, В. А. Братухин // Авиационная промышленность. 2001. - № 2. - С. 4-7.

147. Проектирование авиационных комплексов с применением информационных технологий / М. А. Погосян, А. Г. Братухин, Е. П. Савельевских, Ю. И. Тарасов, Д. Ю. Стрелец // Авиационная промышленность. 2004. - № 2. - С. 14-24.

148. Суперкомпьютерные вычислительные технологии в самолетостроении / А. Г. Братухин, Ю. J1. Иванов, А. И. Пекарш, Б. Н. Марьин, А. И. Олейников // Авиационная промышленность. 2004. - № 2. - С. 24-30.

149. Сироткин О. С. Качество продукции и информационные технологии / О.

150. C. Сироткин, Б. М. Рапопорт // Авиационная промышленность. 2004. - № 4. -С. 3-14.

151. Лазарева Т. А.База данных прочностных характеристик конструкций летательных аппаратов / Т. А. Лазарева, В. В. Политов // Прочность авиационных конструкций и сооружений. М. : ЦАГИ, 2001. - С. 113-117. - (Труды ЦАГИ. Вып. 2651).

152. Петухов А. Н. Многоцикловая усталость материалов и деталей газотурбинных двигателей / А. Н. Петухов // Проблемы прочности. 2005. - № 3. -С. 5-21.

153. Рудзей Г. Ф. Обеспечение ресурса изделий на стадии производства / Г. Ф. Рудзей //Аннотации докладов 5-го междунар. науч.-технич. симпозиума «Авиационные технологии 21 века». Жуковский : РАКА; ЦАГИ; ЛИИ; ЦИАМ; ВИАМ; НИАТ, 1999. - С. 11.

154. Калюта А. А. Исследование повреждаемости летательных аппаратов с помощью статистических методов обеспечения / А. А. Калюта, Г. Ф. Рудзей // Конференция «Мониторинг ЛА-2005». Ташкент, 2005. - С. 273-281.

155. Белов В. К. Повышение усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами :монография / В. К. Белов, Г. Ф. Рудзей, А. А. Калюта Новосибирск : Изд-воНГТУ, 2006.-179 с.

156. Рудзей Г. Ф. Влияние технологических факторов на усталостную долговечность сварного соединения / Г. Ф. Рудзей // Авиационная промышленность. 2007. - №1С. 28-31.

157. Рудзей Г. Ф. Влияние дефектов сварки и числа проходов при сварке на сопротивление усталости образцов сварных соединений из алюминиевых сплавов / Г. Ф. Рудзей // Технология машиностроения. 2007. - № 1. - С. 38401. УтверждаюИ