Дослідження напружено-деформованого стану елементів конструкції літака

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКазакевич, Михайло Леонідович
dc.contributor.authorСлободенюк, Петро Олексійович
dc.date.accessioned2026-01-28T09:17:51Z
dc.date.available2026-01-28T09:17:51Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність: Сучасне авіабудування широко використовує полімерні композиційні матеріали (ПКМ) у силових елементах та елементах керування літаків типу Ан-148. Ці конструкції вразливі до локальних динамічних навантажень (ударів птахів, граду), що спричиняють приховані пошкодження типу BVID (Barely Visible Impact Damage — ледь помітні ударні пошкодження). Існуючі методи неруйнівного контролю (УЗК, термографія) є часо- та ресурсозатратними для експресдіагностики. Це обумовлює необхідність розробки оперативної та ефективної методології виявлення пошкоджень. Мета роботи: Дослідження закономірностей зміни напруженодеформованого стану (НДС) елементів планера при локальних навантаженнях та розробка методології їх візуалізації за допомогою удосконалених тензочутливих покриттів. Об’єкт дослідження: Дефекти елементів управління авіаційних конструкцій з композиційних матеріалів у процесі експлуатації. Предмет дослідження: Методологія виявлення пошкоджень напруженодеформованого стану елементів авіаційних конструкцій на базі поєднання методу крихких індикаторних покриттів та люмінесцентного капілярного неруйнівного контролю. Методи дослідження: • Теоретичний аналіз НДС елементів конструкції проводився методом скінченних елементів (МСЕ) у CAE-системах, зокрема ANSYS Workbench. • Експериментальні дослідження базувалися на використанні методу крихких тензочутливих покриттів, поєднаного з технологією люмінесцентного капілярного контролю. • Експериментальна верифікація методів проведена на розробленому комплексі «ВК-1». Наукова новизна отриманих результатів: Запропоновано новий підхід до оцінки НДС конструкції, який базується на використанні модифікованого лакового покриття з інтегрованим люмінофором Уранін А, що активується під дією вологи. • Встановлено, що дане покриття дозволяє візуалізувати зони пластичних деформацій та мікротріщин, невидимі при звичайному огляді. • Експериментально визначено поріг спрацювання покриття – E ≥ 6,7 Дж, що корелює з порогом виникнення BVID у композитних панелях. Практичне значення отриманих результатів: Розроблена методологія та технологія («AeroSense NDT») дозволяють проводити оперативний моніторинг найбільш навантажених зон планера (обтічники, передні кромки) безпосередньо на аеродромі без демонтажу агрегатів. Це підвищує експлуатаційну безпеку та скорочує час контролю у 12–15 разів порівняно з ультразвуковим контролем (УЗК). Апробація результатів дисертації: Доповідь на науково-технічній конференції з публікацією тез. Публікації: Публікація у журналі «Технічна діагностика та неруйнівний контроль» (фаховий, група Б).
dc.description.abstractotherRelevance: Modern aircraft manufacturing extensively utilizes Polymer Composite Materials (PCM) in structural and control elements (e.g., An-148 type aircraft). These structures are susceptible to local dynamic loads (bird strikes, hail) that cause hidden damage known as BVID (Barely Visible Impact Damage). Existing Non-Destructive Testing (NDT) methods (Ultrasonic Testing, thermography) are often time-consuming for rapid diagnostics. This highlights the need for developing an operative and effective damage detection methodology. Purpose of the study: To investigate the regularities of Stress-Strain State (SSS) changes in airframe elements under local loads and to develop a methodology for their visualization using improved strain-sensitive coatings. The object of study: Defects in the control elements of aircraft structures made of composite materials during operation. Subject of research: The methodology for detecting damage to the stressstrain state of aircraft elements based on the combination of the brittle indicator coating method and luminescent penetrant inspection. Methods of research: • Theoretical SSS analysis of structural elements was conducted using the Finite Element Method (FEM) in CAE systems, specifically ANSYS Workbench. • Experimental research was based on the brittle strain-sensitive coating method combined with luminescent capillary inspection technology. • Experimental verification of the methods was performed on the developed complex "VK-1". The results and their novelty (Scientific novelty): • A novel approach to assessing the structure's SSS is proposed, based on a modified varnish coating with an integrated phosphor (Uranine A) activated by moisture. • This coating allows for the visualization of plastic deformation zones and microcracks that are invisible during standard visual inspection. • The experimentally determined activation threshold for the coating is E ≥ 6,7 J, which correlates with the BVID threshold for composite panels. Recommendations for the use of work (Practical significance): The developed methodology and technology (under the project «AeroSense NDT») enable operational monitoring of the most stressed airframe zones (fairings, leading edges) directly at the airfield without the need for unit disassembly. This significantly enhances operational safety and reduces inspection time by 12–15 times compared to Ultrasonic Testing (UT). Approbation of the results of the dissertation: Presentation at a scientific and technical conference with publication of abstracts. Publications: Publication in the journal "Technical Diagnostics and NonDestructive Testing" (professional, group B).
dc.format.extent83 с.
dc.identifier.citationСлободенюк, П. О. Дослідження напружено-деформованого стану елементів конструкції літака : магістерська дис.: 134 Авіаційна та ракетно-космічна техніка / Слободенюк Петро Олексійович. – Київ, 2025. – 83 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78462
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectнапружено-деформований стан
dc.subjectПКМ
dc.subjectударні пошкодження
dc.subjectтензочутливі покриття
dc.subjectлюмінесценція
dc.subjectекспресдіагностика
dc.subjectнеруйнівний контроль
dc.subjectелементи управління
dc.subjectstress-strain state
dc.subjectPCM
dc.subjectimpact damage
dc.subjectstrain-sensitive coatings
dc.subjectluminescence
dc.subjectrapid diagnostics
dc.subjectnon-destructive testing
dc.subjectcontrol elements
dc.subject.udc620.179; 544.77.0; 620.19.40
dc.titleДослідження напружено-деформованого стану елементів конструкції літака
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Slobodenyuk_magistr.pdf
Розмір:
1.1 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АРБ)
Магістерські роботи