Обеспечение безопасности авиаперевозок — ключевая задача для авиакомпаний, производителей самолётов и их компонентов. Поэтому учёные непрерывно совершенствуют технологии, которые в перспективе смогут улучшить безопасность пассажирских авиаперевозок. Исследователи из Пермского Политеха разработали метод повышения качества авиационной продукции, созданной с использованием адаптивных производственных технологий. Статья была опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника».
Особенность этих изделий связана с особенностями производства и применяемого оборудования, включая стратегию формирования слоёв. Это приводит к появлению индуцированной анизотропии механических свойств, которая в итоге влияет на распределение деформации и напряжений в нагруженном изделии.
Неоднородность, вызванная пористостью и геометрией структуры при использовании адаптивного производства, негативно влияет на усталостную прочность — способность материала выдерживать многократные нагрузки и сопротивляться разрушению. Для повышения прочности и износостойкости деталей из трёхмерных материалов важно учитывать влияние концентрации напряжений при наличии анизотропии.
Российские учёные изучили характеристики малоцикловой усталости аддитивного титанового сплава ВТ6, который широко используется в авиастроении и ракетостроении, а также в производстве различных приборов и деталей. Это исследование направлено на повышение эффективности применения деталей, созданных с помощью адаптивного производства, в авиационной промышленности.
Наплавка материала осуществлялась методом холодного переноса металла. Температурная обработка позволила снять остаточные напряжения. Затем из готовой пластины вырезали образцы параллельно и перпендикулярно плоскости слоёв.
Учёные исследовали свойства полученного образца при малоцикловой усталости и наличии концентрации напряжений. Эксперты Пермского Политеха сравнили детали с концентратором и без него. В результате было установлено, что направление резки в материале с концентратором практически не влияет на показатель сопротивления усталости. Эта научная работа позволит создавать более долговечные изделия из трёхмерных материалов, устойчивых к нагрузкам.
«Циклическая долговечность горизонтально вырезанных образцов на 5-10 процентов больше, чем вертикальных. У первых проявляется наибольшая чувствительность к концентрации напряжений при долговечности порядка 105 циклов. Наибольшее определенное значение введенного эффективного коэффициента для них – 2,8. Для вертикально вырезанных образцов – от 1,8 до 2,2. От этих коэффициентов зависит срок эксплуатации изделия», — пояснил Артем Ильиных, кандидат технических наук, доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» ПНИПУ.
По материалам:
trashbox
