Fraktografická rekonstrukce časového průběhu únavového porušování nosníku křídla letounu

Fractography reconstruction of time line of fatigue failure of aircraft weight bearer

conference paper

cs

Jednou z důležitých součástí damage tolerance analýzy letecké konstrukce je její full-scale únavová zkouška. Tato zkouška musí prokázat, že v průběhu požadované životnosti nedojde k výskytu únavových trhlin. V příspěvku je popsána únavová zkouška, při které bylo sledováno šíření trhliny na vzorku odpovídajícím nosníku křídla letounu Ayres Loadmaster LM200. Únavové trhliny byly iniciovány na zářezech vytvořených v otvorech pro nýty. Šíření únavových trhlin bylo možné přímo opticky sledovat pouze ve stojině – od okamžiku, kdy čelo trhliny opustilo oblast překrytou přinýtovanou pásnicí. Získaná makroskopická data byla doplněna výsledky kvantitativní fraktografické analýzy. Rekonstrukce časového průběhu šíření únavových trhlin byla založena na měření závislosti rozteče striací na délce trhliny. Syntéza makroskopických dat s výsledky fraktografické analýzy umožnila nejen popsat vývoj jednotlivých únavových trhlin ve sledovaném konstrukčním uzlu, ale i stanovit jejich časovou souslednost.

Jednou z důležitých součástí damage tolerance analýzy letecké konstrukce je její full-scale únavová zkouška. Tato zkouška musí prokázat, že v průběhu požadované životnosti nedojde k výskytu únavových trhlin. V příspěvku je popsána únavová zkouška, při které bylo sledováno šíření trhliny na vzorku odpovídajícím nosníku křídla letounu Ayres Loadmaster LM200. Únavové trhliny byly iniciovány na zářezech vytvořených v otvorech pro nýty. Šíření únavových trhlin bylo možné přímo opticky sledovat pouze ve stojině – od okamžiku, kdy čelo trhliny opustilo oblast překrytou přinýtovanou pásnicí. Získaná makroskopická data byla doplněna výsledky kvantitativní fraktografické analýzy. Rekonstrukce časového průběhu šíření únavových trhlin byla založena na měření závislosti rozteče striací na délce trhliny. Syntéza makroskopických dat s výsledky fraktografické analýzy umožnila nejen popsat vývoj jednotlivých únavových trhlin ve sledovaném konstrukčním uzlu, ale i stanovit jejich časovou souslednost.

One of the most important parts of the damage-tolerance evaluation of aircraft structure is a full-scale fatigue test. This test must demonstrate that widespread fatigue damage will not occur within the design service goal. Experimental study was focused on the fatigue crack growth in a model specimen the geometry of which corresponds to the Ayres Loadmaster LM200 wing spar. Fatigue cracks initiated on sharp notches in a rivet hole. In the first period, the flange plate covers the web and thus no direct monitoring of the crack growth in web was possible. Macroscopic data was completed with fractographic results. Measurement of striation spacing allowed the reconstitution of the growth of four fatigue cracks (two in the web, and two in the flange plate).

únavová životnost, letecká konstrukce, šíření únavové trhliny, kvantitativní faktografická analýza

fatigue life, aircraft structure, fatigue crack propagation, quantitative fractographic analysis

09.12.2003

Institute of Materials Research of the Slovak Academy of Sciences

Košice

80-968543-2-1

FRACTOGRAPHY 2003

283–291

8