Прогнозирование несущей способности композитных фланцев корпусных д

(2.28), в которых вместо констант S? использовались пределы усталостной

прочности 5,у. Зависимость 5* от числа циклов нагружения Nt описывалось

степенной функцией (критерием Коффина)

Константы АцВу для каждого вида нагружения находились по двум точкам:

= Sfj(i* j) при N*=1/4, вторая - предел выносливости S;y = Sfj при базовом

числе испытаний Nf,=Nc. Подставляя (2.30) в (2.25) и (2.28), можно получить не­

линейное уравнение относительно N* , решая которое находится число циклов до разрушения каждого слоя. Минимальное значение А^ для всех элементов оп­ ределяет ресурс работы конструкции до первого акта разрушения. Значения пре­ делов усталостной выносливости для материалов слоев принимались на основе аппроксимации экспериментальных данных работ [6, 7, 18, 19, 23, 27, 28, 29] и приведены для базового числа циклов нагружения Nc=108 в табл.2.2.

Таблица 2.2

Пределы статической прочности (I) и усталостной выносливости ( П, на базе 108циклов) материалов слоев при простых видах нагружения *, МПа

* В числителе — предел прочности на растяжение, в знаменателе — на сжатие.

Максимальные значения критерия прочности Хилла (2.28), учитывающего сложное напряженное состояние, для слоев стеклопластика Фа = -0,936, а для слоев углепластика Ф^. = -0,969. Таким образом, условие прочности (2.28) вы­ полняется с запасом. Расположение элементов с максимальными значениями Фд. для слоев стекло- и углепластиков показано на рис.3.1, 3.2 точками E,F со­ ответственно. Напряжения в слоях (z —основа и в —уток) элемента с максималь­ ным значением Фст =-0,936 для стеклопластика следующее, МПа <7^ =-18,5; стц

=-3,1; GQQ=0,3; ап =0,9 Значения напряжений в слоях элемента с максималь­

ным значением Фа =-0,969 для углепластика приведены в табл.3.5.

Таблица 3.5 Напряжения в слоях элемента (МПа) с максимальным значением Фа

для углепластика

Предварительная оценка ресурса работы фланца проводилась по крите­ рию наислабейшего звена с использованием соотношений (2.28)-(2.30), ампли­ туда циклической нагрузки равнялась статической. В результате анализа напря­ женного состояния получено, что для слоев стеклопластика наименьшее число циклов до разрушения составило 9,433-107, а для слоев углепластика - 3,911-107 Точки, соответствующие возникновению усталостного разрушения, показаны на рис. 3.1, 3.2? Таким образом, в качестве предварительной оценки ресурса данно­ го фланца можно принять величину 3,91 МО7 циклов нагружения.

Используя соотношения (2.24), по найденному значению числа циклов до разрушения N(1) при симметричной циклической нагрузке с амплитудой, равной максимальной статической, можно определить число циклов до разрушения при нагрузках вследствие разбалансировки и воздействия турбулентных воздушных потоков — N*2) » 9,5 1011 циклов нагружения. Полученные оценки свидетельст­

вуют, что фланец силового корпуса имеет значительный ресурс работы, превы­ шающий ожидаемое число циклов нагружения для всех видов переменных на­ грузок.

3.2. Фланец корпуса подвесок со звукопоглощающим контуром

Общий вид и схема армирования фланца корпуса подвесок со звукопо­ глощающим контуром показаны на рис.2.2. В отличие от фланца силового кор­ пуса в данной конструкции отсутствуют слои углепластика, однако имеется зона кольцевой подмотки однонаправленным стеклоровингом РВМН-10. Инерцион­ ная нагрузка, обусловленная весом сопла с учетом заданной перегрузки 5,33g , и

38

Таблица 3.6 Напряжения в слоях элемента с наибольшими радиальными напряжениями, МПа

Таблица 3.7 Напряжения в слоях элемента с наибольшими осевыми напряжениями, МПа

Таблица 3.8 Напряжения в слоях элемента с наибольшими межслойными, МПа

Таблица 3.9 Напряжения в слоях элемента с наибольшими окружными напряжениями, МПа