Интернаука - Интернаука №16 ((часть2) 2020

и конструкций», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, РФ, г. Пермь

Юсуповский Никита Денисович

студент 4 курса, Аэрокосмический факультет, Кафедра «Механика композиционных материалов

и конструкций», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, РФ, г. Пермь

DATA PROCESSING BASED ON THE RESULTS OF CYCLIC TESTS

OF THE AIR INTAKE HOUSING

Gleb Ermolin

Student 4 course, Aerospace faculty, Department of "Mechanics of composite materials and structures", Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

Nikita Yusupovskiy

Student 4 course, Aerospace faculty, Department of "Mechanics of composite materials and structures", Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

АННОТАЦИЯ

В работе описаны циклические испытания корпуса воздухонаборника (ВЗ). Корпус ВЗ монтируется к уста-

новке через алюминиевый фланер и препарируется тензорезисторами. В ходе циклических испытаний велась

регистрация перемещений с помощью лазерных датчиков и измерение деформаций с помощью тензорезисто-

ров. По результатам испытаний подтверждено соответствие корпуса ВЗ требованиям, предъявляемым к эксплу-

атации в составе двигателя. Циклические испытания подтверждают, что полимерные композиционные матери-

алы, используемые для изготовления корпуса ВЗ, имеют высокие прочностные свойства и соответствуют

предъявляемым требованиям.

ABSTRACT

The paper describes cyclic tests of the air intake housing (VZ). The housing VZ is mounted for installation through an aluminum flange and is prepared by strain gauges. During cyclic tests, displacements were recorded using laser sensors and strain measurements using strain gauges. According to the test results, the compliance of the VZ case with the requirements for operation as part of the engine is confirmed. Cyclic tests confirm that the polymer composite materials used for the manufacture of the VZ body have high strength properties and meet the requirements.

Ключевые слова:полимерные композиционные материалы, корпус воздухонабрника (ВЗ), тензорезистор, циклические испытания, лазерные датчики.

Keywords:polymer composite materials, air intake (VZ) housing, strain gauge, cyclic tests, laser sensors.

Работа выполнена в рамках НИРС [5].

имеют новые свойства, запроектированные заранее.

Композиционные материалы – искусственно со-

Компоненты композиционного материала различны

зданные материалы, которые состоят из двух или

по геометрическому признаку. Многие композиты

более компонентов, различающихся по составу и

превосходят традиционные материалы и сплавы по

разделенных выраженной границей, и которые

своим механическим свойствам и в то же время они

5

Журнал «Интернаука»

№ 16 (145), часть 2, 2020 г.

легче[1]. Использование композитов обычно позво-

ках, соответствующих различным полетным и поса-

ляет уменьшить массу конструкции при сохранении

дочным случаям и включают в себя:

или улучшении её механических характеристик.

1) Оценка уровня действующих деформаций при

Высокая коррозионная стойкость, способность к

эксплуатационных нагрузках, которая осуществля-

восприятию ударных нагрузок, отличное качество

ется путем статического тензометрирования;

поверхности, красивый внешний вид обусловили

2) Определение перемещений корпуса ВЗ при

широкое применение композиционных материалов

эксплуатационных нагрузках с помощью датчиков

практически во всех отраслях промышленности в

перемещений.

том числе и авиастроении[2].

Циклические испытания корпуса ВЗ проводятся

В качестве объекта испытаний используется

с целью оценки допустимости повреждений и уста-

корпус воздухозаборника (ВЗ) двигателя из поли-

лостной прочности в обеспечение безопасности

мерных композиционных материалов (ПКМ), изго-

длительной эксплуатации и при проведении работ

товленного по серийной технологии завода изгото-

по поддержанию необходимой летной годности в

вителя. Его нагружали циклическими нагрузками.

процессе всего периода эксплуатации самолета. Ис-

Не исключены случаи того, что корпус (ВЗ) не про-

следования по программе статических и цикличе-

ходит циклические нагрузки т.к. он плохо сопротив-

ских испытаний корпуса ВЗ проводятся на испыта-

ляется статическим нагрузкам, это является одной

тельной установке АО «ОДК-Авиадвигатель»[3].

из ключевых проблем при конструирование авиаци-

Испытания корпуса ВЗ проводятся в стендовых

онного двигателя. Решение этой проблемы является

условиях при положительной температуре окружа-

одной из ключевых задач в авиастроение.

ющей среды.

Конструктивный облик корпуса ВЗ для цикли-

Корпус ВЗ монтируется к установке через алю-

ческих испытаний следующий:

миниевый фланец и препарируется тензорезистора-

1) Корпус ВЗ состоит из композитного корпуса

ми для измерения деформаций.

и алюминиевого фланца.

В ходе циклических испытаний велась реги-

2) Корпус из ПКМ является акустической пане-

страция перемещений с помощью лазерных датчи-

лью с двумя рядами сотового заполнителя и акусти-

ков и измерение деформаций с помощью тензорези-

ческими оболочками с различной степенью перфо-

сторов. В программе WinПос (пакет обработки сиг-

рации.

налов) эти сигналы представлены в виде графиков

3) На корпус из ПКМ с помощью типовых кре-

зависимости деформаций от времени и перемеще-

пежных элементов установлен алюминиевый фла-

ний от времени, соответственно на каждом из цик-

нец.

лов. Всего было проведено 22415 циклов нагруже-

4) Корпус ВЗ монтируется к установке через

ния. На 114, 4950, 9550, 9651, 14350, 14451 и 22415

алюминиевый фланец.

циклах вычислены средние значения деформаций и

5) На корпусе ВЗ имеется фланец крепления

перемещений. Средние значения получены путем

датчика двигателя. На время испытаний датчик не

сложения всех максимальных значений деформаций

устанавливается, поэтому для обеспечения герме-

или перемещений на циклах и делением на количе-

тичности на фланец крепления датчика двигателя

ство этих циклов[4].

устанавливается заглушка.

При испытаниях были использованы одиночные

6) До испытаний корпус ВЗ из ПКМ препариру-

тензорезисторы (маркировка ВА, установленного

ется тензорезисторами для измерения деформаций.

вдоль оси корпуса ВЗ) и розеточные тензорезисторы

7) В заданных точках корпуса ВЗ и установки

(маркировка КФ, состоит из 3 тензорезисторов. Для

для циклических испытаний выполняется измерение

обработки взяты показания тензорезистора, уста-

перемещений.

новленного вдоль оси корпуса ВЗ).

Статические испытания корпуса ВЗ из ПКМ

На рисунке 1 указано расположение тензорези-

проводятся с целью проверки прочности, жесткости,

стора Кф_9.2.