Діагностика технічного стану авіаконструкцій після довготривалої експлуатації

Abstract

Обґрунтовано необхідність врахування деградації конструкційних матеріалів при оцінюванні залишкового ресурсу елементів авіаконструкцій після довготривалої експлуатації. Подано результати дослідження деградації властиво- стей алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95 обшивки крила літака Ан-12 після експлуатації впродовж 40 років, яка проявляється, у першу чергу, у зниженні їх пластичності (відносного видовження δ) і характеристик циклічної тріщиностійкості (порога втоми ΔKth і циклічної в’язкості руйнування ΔKfc). Показано, що зниження механічних характеристик цих сплавів пов’язане зі змінами їх тонкої структури і мікромеханізмів руйнування, які залежать від навантаженості різних зон крила. Встановлено, що за зміною питомої електропровідності деградованих сплавів можна виконувати достовірний моніторинг цього процесу. Представлено прилади для вихрострумового неруйнів- ного контролю деградації структури і механічних характеристик алюмінієвих сплавів. Констатовано, що необхідно створювати нову базу даних про кореляційні залежності механічних і фізичних характеристик конструкційних алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації, оскільки наявні довідникові дані, отримані для термооброблених сплавів у стані постачання, для цього непридатні.

The need to take into account the degradation of structural materials at evaluation of residual life of aircraft structure elements after long-term service is substantiated. Results of investigations of degradation of properties of aluminium alloys of D16 and V95 type in wing sheath of AN-12 plane after 40 years of service are given. Degradation is manifested, primarily, in lowering of their ductility (relative elongation δ) and cyclic crack resistance characteristics (fatigue limit ΔKth and cyclic fracture toughness ΔKIc). It is shown that lowering of mechanical characteristics of these alloys is related to changes of their fi ne structure and fracture micromechanisms, which depend on load level of various wing zones. It is established that change of specifi c electric conductivity of degraded alloys allows performance of reliable monitoring of this process. Instruments for eddy current non-destructive monitoring of structure degradation and mechanical characteristics of aluminium alloys are presented. The need to create a new data base on correlation dependencies of mechanical and physical characteristics of structural aluminium alloys after long-term service is stated, as the available data derived for heat-treated alloys in as-delivered condition, are unfi t for this purpose.