RU2763858C1 - Method for determining the residual strength of a thin-walled structure - Google Patents

Method for determining the residual strength of a thin-walled structure Download PDF

Info

Publication number
RU2763858C1
RU2763858C1 RU2021108140A RU2021108140A RU2763858C1 RU 2763858 C1 RU2763858 C1 RU 2763858C1 RU 2021108140 A RU2021108140 A RU 2021108140A RU 2021108140 A RU2021108140 A RU 2021108140A RU 2763858 C1 RU2763858 C1 RU 2763858C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crack
critical
tests
size
loading
Prior art date
Application number
RU2021108140A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Ильич Нестеренко
Владимир Михайлович Син
Денис Сергеевич Федоров
Константин Степанович Щербань
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2021108140A priority Critical patent/RU2763858C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763858C1 publication Critical patent/RU2763858C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: structural tests.
SUBSTANCE: invention relates to the technique of strength testing of full-scale structures, in particular to a method for a known type of tests for the residual strength of a full-size thin-walled structure. In the process of implementing the proposed method, incisions of reliably detectable sizes are made on the tested structure before it is loaded, in structural elements critical for fatigue conditions. Multifilament crack detectors are mounted on the path of incision development. The structure is loaded stepwise until a signal appears from one of the crack detectors. According to this signal, the structure is automatically unloaded and the position of the vertex of the formed crack is determined by a non-destructive testing method and the crack length is measured. If there is a stable growth of the crack, then the step loading is repeated. Loading is repeated until the crack grows, which, with subsequent loading, can lead to its unstable growth. In this case, the tests are suspended without bringing the structure to its complete destruction. The resulting total size of the incision and crack is taken as a critical size, and the achieved load value is taken as a critical load. Repair of the structure is carried out in the area of the developed crack, and the tests are continued according to the procedure described above until the other incisions grow to critical sizes.
EFFECT: preventing the complete destruction of the structure, as a result of which the costs of performing expensive restorative repairs are reduced, or in case of the impossibility of repair for the manufacture of additional full-size structures, and also leads to a reduction in costs and duration of testing.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике прочностных испытаний натурных тонкостенных конструкций, в частности к способу определения испытаниями остаточной прочности. Результаты этих испытаний используют при выборе проектных, технологических и эксплуатационных решений в процессе разработки сложных конструкций.The invention relates to the technique of strength testing full-scale thin-walled structures, in particular to a method for determining residual strength by testing. The results of these tests are used in the selection of design, technological and operational solutions in the development of complex structures.

Необходимость проведения испытания поврежденной конструкции на остаточную прочность связана с тем, что при расчетах остаточной прочности сложных конструкций, состоящих из большого числа различных силовых элементов, работающих в специфических условиях, неизбежно приходится вводить упрощающие предположения. Ряд факторов, связанных с условиями работы поврежденных элементов в сложно-напряженном состоянии, вообще не представляется возможным учесть. Все это является источником погрешностей расчетов остаточной прочности. Это обуславливает необходимость проведения испытаний на остаточную прочность, которые позволяют определить, как критический размер повреждения, так и критическую величину нагрузки, которые приводят к полному разрушению конструкции. В связи с риском полного разрушения конструкции при испытаниях на остаточную прочность, особенно с возможным взрывным разрушением герметических емкостей при их наддуве, возникает острая необходимость разработки специального способа, предотвращающего полное разрушение конструкции, что и является задачей данного изобретения.The need to test a damaged structure for residual strength is due to the fact that when calculating the residual strength of complex structures consisting of a large number of different power elements operating under specific conditions, simplifying assumptions inevitably have to be introduced. A number of factors related to the operating conditions of damaged elements in a complex stressed state cannot be taken into account at all. All this is a source of errors in residual strength calculations. This necessitates residual strength tests, which make it possible to determine both the critical size of the damage and the critical value of the load, which lead to the complete destruction of the structure. Due to the risk of complete destruction of the structure during residual strength tests, especially with the possible explosive destruction of hermetic containers when they are pressurized, there is an urgent need to develop a special method that prevents the complete destruction of the structure, which is the object of this invention.

Аналогом способа испытаний является «Способ исследования трещиностойкости материалов», авторское свидетельство SU 1323904 А1, МПК G01N 3/00 (2000-01-01), 15.07.1987. В данном способе образец с концентратором напряжений в виде надреза нагружают до образования трещины и в процессе нагружения регистрируют нагрузку и перемещение берегов надреза, по которому определяют деформацию в зоне концентрации напряжений, и дополнительно регистрируют однородную деформацию вне зоны концентрации. Строят диаграмму усилие - разность локальной и однородной деформаций, по которой устанавливают момент образования трещины и по значениям усилия и разности деформаций, соответствующим страгиванию трещины, судят о трещиностойкости материала.An analogue of the test method is the "Method for studying the crack resistance of materials", copyright certificate SU 1323904 A1, IPC G01N 3/00 (2000-01-01), 07/15/1987. In this method, a sample with a stress concentrator in the form of a notch is loaded until a crack forms, and during loading, the load and displacement of the notch edges are recorded, along which the deformation in the stress concentration zone is determined, and a uniform deformation outside the concentration zone is additionally recorded. A force diagram is built - the difference between local and homogeneous deformations, according to which the moment of crack formation is determined, and the crack resistance of the material is judged by the values of the force and the difference in deformations corresponding to the start of the crack.

Недостатком данного способа, во-первых, является то, что деформацию в зоне концентрации определяют косвенным образом по измерению перемещений берегов трещины. Во-вторых, о трещиностойкости судят по разности деформаций в зоне концентрации и вне ее в момент образования трещины от надреза. В случае определения остаточной прочности натурных тонкостенных конструкций, поврежденных трещинами больших размеров, такой подход приводит к большим погрешностям определения остаточной прочности. Это обусловлено погрешностями определения деформаций в зоне концентрации по данным измерений перемещений берегов трещины в случае ее выпучивания. Кроме того, остаточную прочность можно определить только по моменту образования трещины, который не в полной мере определяет несущую способность поврежденной конструкции.The disadvantage of this method, firstly, is that the deformation in the concentration zone is determined indirectly by measuring the displacements of the crack edges. Secondly, crack resistance is judged by the difference in deformations in the concentration zone and outside it at the moment of formation of a crack from a notch. In the case of determining the residual strength of full-scale thin-walled structures damaged by large cracks, this approach leads to large errors in determining the residual strength. This is due to errors in determining the deformations in the concentration zone according to the measurement data of the displacements of the crack faces in the case of its buckling. In addition, the residual strength can only be determined by the moment of crack formation, which does not fully determine the bearing capacity of the damaged structure.

Аналогом способа испытаний является «Способ определения остаточной прочности конструкции», авторское свидетельство SU 1756789 А1, МПК G01M 5/00, G01N 29/04, 23.08.1992, бюл. 31. В данном способе с целью определения остаточной прочности конструкции, преимущественно крыла летательного аппарата, возбуждают резонансные колебания, измеряют частоты колебаний испытываемой конструкции с дефектами и сравнивают их с частотами колебаний, измеренными на эталонной конструкции. Для этого предварительно определяют частоты авторезонансных колебаний и разрушающие нагрузки от изгиба и кручения как неповрежденной, так и поврежденных различными повреждениями эталонных конструкций. В полученном диапазоне частот и разрушающих нагрузок минимальная частота изгибных или крутильных колебаний соответствует минимально допустимой остаточной прочности.An analogue of the test method is the "Method for determining the residual strength of the structure", copyright certificate SU 1756789 A1, IPC G01M 5/00, G01N 29/04, 08/23/1992, bul. 31. In this method, in order to determine the residual strength of the structure, mainly the wing of the aircraft, resonant vibrations are excited, the vibration frequencies of the tested structure with defects are measured and compared with the vibration frequencies measured on the reference structure. To do this, pre-determine the frequencies of autoresonant vibrations and the breaking loads from bending and torsion, both intact and damaged by various damages of the reference structures. In the obtained range of frequencies and breaking loads, the minimum frequency of bending or torsional vibrations corresponds to the minimum allowable residual strength.

Недостаток способа заключается в необходимости испытаний одной неповрежденной и нескольких, с различными повреждениями, эталонных конструкций для определения их частот авторезонансных изгибных и крутильных колебаний, а также разрушающих нагрузок от изгиба и кручения. При проведении таких испытаний возникают большие технические трудности, обусловленные необходимостью обеспечить во всех испытаниях одинаковое распределение масс, жесткостей неповрежденной конструкции и условия заделки. Кроме того, необходимость проведения большого числа сложных испытаний эталонных конструкций ограничивает возможность применения способа для широкого круга полноразмерных тонкостенных конструкций.The disadvantage of this method is the need to test one undamaged and several, with various damages, reference structures to determine their frequencies of autoresonant bending and torsional vibrations, as well as breaking loads from bending and torsion. When carrying out such tests, great technical difficulties arise, due to the need to ensure the same distribution of masses, stiffness of the undamaged structure and termination conditions in all tests. In addition, the need to conduct a large number of complex tests of reference structures limits the possibility of applying the method to a wide range of full-size thin-walled structures.

Аналог способа испытаний изложен в патенте «Способ распознавания мест критического разрушения конструкции при статических испытаниях и устройство для его реализации», патент RU 2 650 749 С2, МПК G01N 3/00 (2006/01), от 17.04.2018, Бюл. №11. В способе осуществляется непрерывный анализ процесса изменения параметров первичных датчиков от уровня прилагаемой нагрузки и при выходе расчетного параметра любого датчика за область доверительного интервала, что может произойти в случае возникновения пластических деформаций, образования макротрещин или потери устойчивости элемента конструкции, происходит прекращение нагружения и фиксация положения конструкции на начальном этапе разрушения с сохранением целостности конструкции для экспресс анализа или доработки.An analogue of the test method is set out in the patent "A method for recognizing critical structural failure sites during static tests and a device for its implementation", patent RU 2 650 749 C2, IPC G01N 3/00 (2006/01), dated 04/17/2018, Bull. No. 11. The method continuously analyzes the process of changing the parameters of the primary sensors from the level of the applied load and when the calculated parameter of any sensor goes beyond the confidence interval, which can occur in the event of plastic deformations, the formation of macrocracks or loss of stability of the structural element, the loading stops and the position of the structure is fixed at the initial stage of destruction while maintaining the integrity of the structure for express analysis or revision.

Недостатком данного способа является то, что в случае его применения для испытаний на остаточную прочность поврежденной трещинами конструкции невозможно предварительно, расчетными методами с достаточной степенью точности определить предельный размер трещины или предельное значение нагрузки, при которых произойдет полное разрушение конструкции. Ошибки определения критического размера трещины или критической нагрузки могут привести к тому, что при нагружении трещина попадет в зону ее нестабильного развития и как следствие это приведет к полному разрушению конструкции, требующего очень трудоемкого и дорогостоящего восстановительного ремонта для продолжения испытаний.The disadvantage of this method is that in the case of its application for testing the residual strength of a structure damaged by cracks, it is impossible to preliminarily, by calculation methods with a sufficient degree of accuracy, determine the limiting size of the crack or the limiting load value at which the structure will be completely destroyed. Errors in determining the critical size of a crack or the critical load can lead to the fact that, under loading, the crack will fall into the zone of its unstable development and, as a result, this will lead to the complete destruction of the structure, requiring a very laborious and expensive restoration repair to continue testing.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, принятый за прототип «Способ исследования трещиностойкости тонкостенных конструкций», изложенный в авторском свидетельстве SU 1104378 A, G01N 3/00, от 23.07.84 г., бюл. №27. Этот способ, по существу, является способом определения остаточной прочности тонкостенной конструкции. В данном способе тонкостенную конструкцию с концентратором трещинообразования в виде трещины небольшой длины (надреза) нагружают до тех пор, пока не начнется рост трещины. В процессе нагружения измеряют перемещение берегов трещины в направлении, перпендикулярном к поверхности конструкции, возникающем вследствие выпучивания. После страгивания трещины измеряют также ее длину, строят диаграмму «перемещение берегов трещины-длина трещины». Нагружение осуществляют до момента существенного снижения прочности или до разрушения. Затем по диаграмме определяют нагрузку, начиная с которой на указанной диаграмме величина перемещения берегов трещины получает резкий скачок, и эту нагрузку принимают за допустимую для исследований конструкции.Closest to the invention in terms of technical essence and the achieved result is the method adopted for the prototype "Method for studying the crack resistance of thin-walled structures", set forth in the author's certificate SU 1104378 A, G01N 3/00, dated 23.07.84, bul. No. 27. This method is essentially a method for determining the residual strength of a thin-walled structure. In this method, a thin-walled structure with a cracking concentrator in the form of a crack of small length (notch) is loaded until the crack begins to grow. During loading, the displacement of the crack faces in the direction perpendicular to the surface of the structure due to buckling is measured. After starting the crack, its length is also measured, and a diagram “displacement of the crack edges-crack length” is plotted. Loading is carried out until the moment of a significant decrease in strength or until destruction. Then, according to the diagram, the load is determined, starting from which, in the specified diagram, the value of the displacement of the crack edges receives a sharp jump, and this load is taken as acceptable for structural studies.

Недостатком данного способа является то, что для определения остаточной прочности нагружение необходимо довести до существенного снижения несущей способности или разрушения конструкции. Кроме того, способ обладает низкой точностью, в связи с тем, что не учитывает локальные условия разрушения в вершине трещины. Также способ не позволяет проводить испытания тонкостенной конструкции с большим числом начальных надрезов в связи с риском полного разрушения конструкции при опережающем развитии одного из них.The disadvantage of this method is that in order to determine the residual strength, the loading must be brought to a significant decrease in the bearing capacity or destruction of the structure. In addition, the method has low accuracy due to the fact that it does not take into account the local conditions of fracture at the crack tip. Also, the method does not allow testing a thin-walled structure with a large number of initial cuts due to the risk of complete destruction of the structure during the advanced development of one of them.

Технический результат заключается в предотвращении полного разрушения конструкции, в результате чего сокращаются затраты на выполнение дорогостоящих восстановительных ремонтов, либо в случае невозможности ремонта на изготовление дополнительных полноразмерных конструкций, а также приводит к сокращению затрат и длительности проведения испытаний.The technical result consists in preventing the complete destruction of the structure, resulting in a reduction in the cost of expensive restoration repairs, or, if repair is not possible, in the manufacture of additional full-size structures, and also leads to a reduction in costs and duration of testing.

Технический результат достигается тем, что в способе определения остаточной прочности тонкостенной конструкции, включающием нанесение на конструкцию надреза, нагружение поврежденной конструкции, регистрацию длины развивающейся трещины, конструкцию нагружают до образования трещины и регистрируют нагрузку. Далее многократно осуществляют пошаговое нагружение до подрастания трещины на заданный на размер в пределах от 3 до 10 мм и на каждом шаге регистрируют нагрузку, конструкцию разгружают и регистрируют длину трещины, после подрастания трещины до ее предкритического состояния испытания останавливают, строят зависимость нагрузки от длины трещины, по которой определяют критическую нагрузку и критический размер трещины, определяющие остаточную прочность конструкции. Размер подрастания трещины задают в пределах от 3 мм до 10 мм.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the residual strength of a thin-walled structure, including making a notch on the structure, loading the damaged structure, registering the length of the developing crack, the structure is loaded until a crack forms and the load is recorded. Next, step-by-step loading is carried out repeatedly until the crack grows by a given size in the range from 3 to 10 mm and at each step the load is recorded, the structure is unloaded and the length of the crack is recorded, after the crack grows to its precritical state, the tests are stopped, the dependence of the load on the length of the crack is plotted, which determine the critical load and the critical size of the crack, which determine the residual strength of the structure. The size of the crack growth is set in the range from 3 mm to 10 mm.

Перечень фигур:List of figures:

- на фиг. 1 изображена блок-схема управления нагружением и измерениями при испытании;- in Fig. 1 shows a block diagram of the control of loading and measurements during testing;

- на фиг. 2 изображена схема пошагового нагружения с регистрацией подрастания трещины;- in Fig. 2 shows a diagram of step-by-step loading with registration of crack growth;

- на фиг. 3 изображены а) схема надрезов на нижней поверхности крыла; разрез нижнего пояса лонжерона и надрез 1/3 стенки лонжерона, b) разрез стыкового стрингера и надрез обшивки на два межстрингерных расстояния, с) разрез нижнего пояса лонжерона и надрез 1/3 стенки лонжерона, а также надрез прилегающей обшивки до ближайшего стрингера;- in Fig. 3 shows a) a diagram of notches on the lower surface of the wing; section of the lower spar belt and an incision of 1/3 of the spar wall, b) a section of the butt stringer and an incision of the skin at two interstringer distances, c) a section of the lower spar belt and an incision of 1/3 of the spar wall, as well as an incision of the adjacent skin to the nearest stringer;

- на фиг. 4 изображена зона надреза нижних панелей крыла с установленными датчиками трещин и акустической эмиссии.- in Fig. 4 shows the cut zone of the lower wing panels with crack and acoustic emission sensors installed.

На фиг. 1 изображено: искусственный надрез 1, многонитиевый датчик трещины 2, однонитиевый датчик трещины 3, датчик акустической эмиссии 4, трещина 5, сигнализатор трещин 6, система акустической эмиссии 7, многоканальная система нагружения 8.In FIG. 1 shows: artificial notch 1, multi-filament crack sensor 2, single-filament crack sensor 3, acoustic emission sensor 4, crack 5, crack detector 6, acoustic emission system 7, multi-channel loading system 8.

На фиг. 2 изображено: размер надреза 9, критический размер трещины в сумме с размером надреза 10, нагрузка страгивания трещины 11, пошаговое нагружение 12, кривая подрастания трещины 13, критическая нагрузка 14.In FIG. 2 shows: notch size 9, critical crack size plus notch size 10, crack start load 11, incremental loading 12, crack growth curve 13, critical load 14.

На фиг. 4 изображено: надрез 1, многонитиевый датчик трещин 2, трещина 5, датчик акустической эмиссии 4.In FIG. 4 shows: notch 1, multifilament crack sensor 2, crack 5, acoustic emission sensor 4.

Способ осуществляют следующим образом. На испытываемой конструкции выполняют надрез 1 размером 9. На прогнозируемой траектории развития трещины наклеивают многонитиевые датчики трещин 2 с шагом между нитями в пределах от 3 мм до 10 мм для регистрации подрастания трещины сигнализатором 6. Многонитиевый датчик трещин наклеивают таким образом, чтобы первая нить датчика отстояла от вершины надреза примерно на 5 мм. На расстоянии критического размера подрастания трещины (примерно 50 мм) наклеивают однонитевый датчик трещины 3, для аварийной разгрузки конструкции многоканальной системой нагружения 8 в случае подрастания трещины до критического размера 14. В окрестности траектории развития трещины монтируют датчики акустической эмиссии 4, сигналы которой регистрируют системой акустической эмиссии 7 в момент образования трещины. Конструкцию нагружают многоканальной системой нагружения 8 до появления сигналов акустической эмиссии от датчиков 4. Сигналы акустической эмиссии регистрируют системой акустической эмиссии 7 и одновременно многоканальной системой нагружения 8 регистрируют величину нагрузки, при которой образовывается трещина.The method is carried out as follows. An incision 1 of size 9 is made on the tested structure. On the predicted path of crack development, multi-filament crack sensors 2 are glued with a pitch between the threads in the range from 3 mm to 10 mm to register the growth of the crack with signaling device 6. The multi-filament crack sensor is glued in such a way that the first thread of the sensor defends about 5 mm from the top of the notch. At a distance of the critical size of the crack growth (approximately 50 mm), a single-filament crack sensor 3 is glued, for emergency unloading of the structure by a multi-channel loading system 8 in the event of a crack growing to a critical size 14. In the vicinity of the crack propagation trajectory, acoustic emission sensors 4 are mounted, the signals of which are recorded by an acoustic system. emission 7 at the time of crack formation. The structure is loaded with multichannel loading system 8 until acoustic emission signals appear from sensors 4. Acoustic emission signals are recorded by acoustic emission system 7 and at the same time multichannel loading system 8 registers the load at which a crack forms.

Нагружение продолжают до и срабатывания первой нити многонитиевого датчика трещин 2, вызванной подрастанием трещины 5 и регистрируют величину нагрузки. Нагрузку снижают на ≈30% от достигнутой величины. Величину снижения нагрузки выбирают из условия остановки роста трещины. Определяют положение вершины трещины и измеряют ее длину. Далее продолжают пошаговое многократное нагружение 12 конструкции. На каждом шаге регистрируют величину достигнутой нагрузки и длину трещины. В связи с опасностью полного разрушения конструкции нагружение прекращают, не доходя до критического размера трещины 10. При подходе трещины к критическому размеру наблюдают, что при небольшом приращении нагрузки возникает увеличенное приращение длины трещины. Увеличенное подрастание трещины служит признаком предкритического состояния конструкции, при котором останавливают нагружение.The loading is continued until the first thread of the multi-thread crack sensor 2 is triggered, caused by the growth of the crack 5, and the load value is recorded. The load is reduced by ≈30% of the achieved value. The magnitude of the load reduction is chosen from the condition of stopping the growth of the crack. Determine the position of the crack tip and measure its length. Next, step-by-step multiple loading 12 of the structure is continued. At each step, the magnitude of the achieved load and the length of the crack are recorded. Due to the risk of complete destruction of the structure, loading is stopped before reaching the critical crack size 10. When the crack approaches the critical size, it is observed that with a small load increment, an increased crack length increment occurs. Increased crack growth is a sign of a pre-critical state of the structure, at which loading is stopped.

Способ апробирован при испытании натурной конструкции крыла ближне-магистрального самолета. Испытания проведены в следующей последовательности. На нижней поверхности крыла наносились надрезы, моделирующие трещины надежно-обнаруживаемых размеров 3а, 3b, 3 с. По краям надрезов монтировались многонитиевые датчики трещин 2 и устанавливались датчики акустической эмиссии 4. Нагружение крыла осуществляли нагрузками расчетного случая «Установившийся маневр в вертикальной плоскости при убранной механизации».The method was tested when testing the full-scale design of the wing of a short-haul aircraft. The tests were carried out in the following sequence. Notches were made on the lower surface of the wing, simulating cracks of reliably detectable sizes 3a, 3b, 3c. Along the edges of the notches, multifilament crack sensors 2 were mounted and acoustic emission sensors 4 were installed.

При достижении 40% от расчетной нагрузки сработал многонитиевый датчик трещин 2. Конструкцию крыла разгрузили и зарегистрировали подрастание трещины длиной 2 мм от пропила по направлению полета.Upon reaching 40% of the calculated load, the multi-filament crack sensor 2 was triggered. The wing structure was unloaded and the growth of a crack 2 mm long from the cut in the direction of flight was recorded.

Продолжили нагружение. При достижении 64,4% от расчетной нагрузки сработал многонитиевый датчик трещин 2. Конструкцию крыла разгрузили и зарегистрировали подрастание трещины до 10 мм от пропила по направлению полета.Continue loading. Upon reaching 64.4% of the calculated load, the multi-filament crack sensor 2 was triggered. The wing structure was unloaded and the crack grew up to 10 mm from the cut in the direction of flight.

Продолжили нагружение. При достижении 68,7% от расчетной нагрузки сработали два многонитиевых датчика трещин. Конструкцию крыла разгрузили зарестрировали подрастание трещины до 28 мм от пропила по направлению полета и на 18 мм против полета.Continue loading. Upon reaching 68.7% of the design load, two multifilament crack sensors were triggered. The wing structure was unloaded and the crack grew up to 28 mm from the cut in the direction of flight and 18 mm against the flight.

Продолжили нагружение. При достижении 70,9% от расчетной нагрузки сработали два многонитиевых датчика трещин. Конструкцию крыла разгрузили и зарегистрировали подрастание трещины до 34 мм от пропила по направлению полета и 28 мм против полета.Continue loading. Upon reaching 70.9% of the design load, two multifilament crack sensors were triggered. The wing structure was unloaded and the crack grew up to 34 mm from the cut in the direction of flight and 28 mm against the flight.

Испытания остановили в связи с предкритическим развитием трещины, которое может привести к полному разрушению крыла.The tests were stopped due to precritical crack development, which can lead to the complete destruction of the wing.

Проведенные испытания позволили получить технический результат, который заключается в том, что испытаниями на остаточную прочность с достаточной точностью определены критическая величина нагрузки и критический размер трещины без полного разрушения крыла. Предотвращение полного разрушения крыла позволили существенно уменьшить затраты на проведение восстановительного ремонта зоны трещины для продолжения испытаний с целью определения критической величины нагрузки и критического размера трещины для оставшихся поврежденных зон.The tests carried out made it possible to obtain a technical result, which consists in the fact that the residual strength tests determined with sufficient accuracy the critical load and the critical crack size without complete destruction of the wing. Prevention of complete destruction of the wing made it possible to significantly reduce the cost of restoring the crack zone to continue testing in order to determine the critical load and the critical crack size for the remaining damaged zones.

Claims (2)

1. Способ определения остаточной прочности тонкостенной конструкции, включающий нанесение на конструкцию надреза, нагружение поврежденной конструкции, регистрацию длины развивающейся трещины, отличающийся тем, что конструкцию нагружают до образования трещины и регистрируют нагрузку, далее многократно осуществляют пошаговое нагружение до подрастания трещины на заданный размер и на каждом шаге регистрируют нагрузку, конструкцию разгружают и регистрируют длину трещины, после подрастания трещины до ее предкритического состояния испытания останавливают, строят зависимость нагрузки от длины трещины, по которой определяют критическую нагрузку и критический размер трещины, характеризующие остаточную прочность конструкции.1. A method for determining the residual strength of a thin-walled structure, including making a notch on the structure, loading the damaged structure, registering the length of the developing crack, characterized in that the structure is loaded until a crack forms and the load is recorded, then stepwise loading is repeatedly performed until the crack grows to a given size and by at each step, the load is recorded, the structure is unloaded and the length of the crack is recorded, after the crack grows to its precritical state, the tests are stopped, the dependence of the load on the length of the crack is plotted, by which the critical load and the critical size of the crack are determined, characterizing the residual strength of the structure. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер подрастания трещины задают в пределах от 3 мм до 10 мм.2. The method according to claim 1, characterized in that the size of the crack growth is set in the range from 3 mm to 10 mm.
RU2021108140A 2021-03-26 2021-03-26 Method for determining the residual strength of a thin-walled structure RU2763858C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108140A RU2763858C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Method for determining the residual strength of a thin-walled structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108140A RU2763858C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Method for determining the residual strength of a thin-walled structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763858C1 true RU2763858C1 (en) 2022-01-11

Family

ID=80040206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108140A RU2763858C1 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Method for determining the residual strength of a thin-walled structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763858C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1104378A1 (en) * 1983-03-14 1984-07-23 Институт Механики Ан Усср Method of investigating thin-walled structure crack stability
SU1323904A1 (en) * 1986-03-21 1987-07-15 Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко Method of studying material crack resistance
SU1756789A1 (en) * 1989-12-04 1992-08-23 Киевское высшее военное авиационное инженерное училище Method for determining residual strength of construction
RU2650749C2 (en) * 2015-09-11 2018-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" Method of recognizing sites of critical destruction in static tests and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1104378A1 (en) * 1983-03-14 1984-07-23 Институт Механики Ан Усср Method of investigating thin-walled structure crack stability
SU1323904A1 (en) * 1986-03-21 1987-07-15 Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко Method of studying material crack resistance
SU1756789A1 (en) * 1989-12-04 1992-08-23 Киевское высшее военное авиационное инженерное училище Method for determining residual strength of construction
RU2650749C2 (en) * 2015-09-11 2018-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" Method of recognizing sites of critical destruction in static tests and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113607580B (en) Fatigue test method and residual life prediction method for metal component
GB2223855A (en) Fatigue monitoring
RU2763858C1 (en) Method for determining the residual strength of a thin-walled structure
Panin et al. Staging of a localized deformation during tension of specimens of a carbon-carbon composite material with holes of different diameters according to acoustic-emission, surface-deformation mapping, and strain-gauging data
Chen et al. Study of fatigue cracks in steel bridge components using acoustic emissions
Bredikhin et al. Analysis of up-to-date methods of non-destructive testing of performance properties of reinforced concrete building structures
RU2676209C1 (en) Carbon plastic sample structure defect type determining acoustic-emission method
RU2816129C1 (en) Method for differential evaluation of damage stages of article made from composite material
KR20090082613A (en) Hybrid damage monitoring system for prestressed concrete girder bridges
Fujisaku et al. Damage evaluation of concrete beams using forced vibration testing and machine learning
RU2386962C1 (en) Method of magnetic diagnostics of turbomachine blade made from nickel alloys
Madsen et al. Duration of load effects in lumber. Part II: Experimental data
RU2750683C1 (en) Method for determining mechanical characteristics of high-energy materials
RU2207530C1 (en) Method of monitoring article for determination of stressed deformed state by scattering magnetic fields
RU2087896C1 (en) Method determining parameters of growth of fatigue crack in member of structure
RU2733582C1 (en) Method of non-destructive inspection of structures from composite materials
Bremer et al. NDT-based characteriazation of timber and vulcanized fiber for civil infrastructure
Nosov et al. Use of amplitude distribution parameters of acoustic emission signals for assessing the strength of structural materials
Synaszko et al. The an Approach to Damage Detection in Metal Sandwich Structures with Composite-Metal Patch Bonded Repair
RU2263296C1 (en) Method of determining presence of defects after nondestructive tests
Shatilov et al. Vibration based damage detection of bridge structures
SU1142768A1 (en) Method of determination of article material susceptibility to damage under cyclic loading
RU2167421C2 (en) Method determining safety assurance factor of loaded material
SU896501A1 (en) Method of determination on fatigue damage of structures in the process of their operation
RU2674573C1 (en) Method of acoustic-emission control of defects in composite structures based on carbon