Матеріалознавчі аспекти утворення та еволюції дефектів, що визначають ресурс експлуатації алюмінієвих конструкцій літаків

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorАболіхіна, Олена Вікторівна
dc.date.accessioned2018-12-27T13:02:45Z
dc.date.available2018-12-27T13:02:45Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionРобота виконана в лабораторії фрактографії ДП «Антонов» та на кафедрі металознавства та термічної обробки Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського».uk
dc.description.abstractenThis thesis is dedicated to the study of evolution of flaws in aluminium alloys of Al- Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn alloying systems and to the determination of their connection with structural factors of the material such as the size and composition of intermetallic phases conditioned by heat treatment tempers, and also to the study of the effect of big number of physical factors on the long-term behaviour of structural elements of aluminium alloys, and to the determination of the rate of formation of corrosion damages in structural elements of the aircraft wing. The work is aimed at securing the long-term safe operation of airplanes. The novelty of the thesis consists in the following. In fact, the thesis is the beginning of a new direction in materials science - operational materials science of deformable aluminum alloys. Structural factors which play a determining role in the development of flaws in high-strength aluminium alloys of Al-Zn-Mg-Cu alloying system were set for the first time. There was noted an important negative role of inclusions of intermetallic phases containing copper at the grain boundaries that does not correspond to the statements of developers of the alloy. There was proposed a summarizing chart of evolution of flaws in aluminium alloys, which included a latent period of formation of corrosion damage, a stage of corrosion cracking and its transition to a stage of fatigue failure. The effect of structural and external factors on the duration of each stage was analyzed for high-strength aluminium alloys used in the aircraft structure. There were for the first time obtained the results of statistical processing of data concerning the damage of wing panels of over 2000 airplanes which were used for optimization of scheduled maintenance intervals, that from one side would allow to ensure an accident-free operation of structural elements, and from the other side to minimize capital expenditures for their maintenance. Using the methods of mathematical statistics, there were for the first time analyzed the factors which have the biggest effect on the development of flaws during operation of airplanes. It was shown, that the time between adjacent inspections and the climatic zone with the content of sulfur dioxide or chlorides in the atmosphere, where the airplane was based, had the most substantial effect on corrosion processes. For the first time the original equations of regression have been obtained using the methods of mathematical statistics, that relate the depth of corrosion damage to the terms between adjacent technical inspections and the intensity of flights depending on climatic conditions. It was determined that the maximum damageability of the aircraft wing skins from the alloy В95Т1 during one year of operation in the conditions of temperate climate is 0.12 mm, in the conditions of industrial zones - 0.27 mm, in conditions of wet tropic climate - 0.51 mm. The equations of regression which determined the corrosion damage growth rate allowed to increase the duration of interconnected technical inspections of the caissons of the center wing planes 6 times, to ensure continuity of flights and to obtain a significant economic effect. Basing on the obtained results of the analysis, technical documentation was developed for ultrasonic inspection of the thickness of lower panels of the wing centre section of An-24 and An-26 airplanes and there were issued the recommendations for timely detection of damages of different structural elements. This will ma ke it possible to operate these airplanes without disassembly of panels during not less than 10 years after preliminary inspection and despite the climatic zone where the airplane is based. The obtained results were used to predict the corrosion damage growth rate, to evaluate the reduction of strength of the ageing aircraft structure, and to develop the repair works when determining their service life and time limits. The results of corrosion growth rate analysis for different structural elements of the wing were used to adjust the inspection intervals and to determine the optimum time for renovation of anticorrosion protection of the analyzed area and group of airplanes, as well as other areas, groups and types of airplanes for which this area and group can be considered a prototype. Basing on the obtained values of the maximum corrosion damage per year, there were determined the inspection start points for new aircraft types and their inspection intervals in service considering the appropriate safety margins. General scheme of acquisition and analysis of corrosion damage data based on service experience of the available aircraft fleet allows solving both the problems of its continued airworthiness, and the problems of reliable anticorrosion protection of newly designed aircraft based on available data. Research of the microstructure of industrial aluminium alloys in terms of susceptibility to corrosion cracking is taken into account when evaluating the life of a separate element and that of the entire structure, and it is also used for successful selection of materials with required set of features for existing and future aircraft structures.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена изучению особенностей образования дефектов в высокопрочных алюминиевых сплавах систем легирования Al-Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn и установлению связи структурных факторов, таких, как размеры и состав интерметаллидных фаз, обусловленных режимами термической обработки, с эволюцией дефектов, а также прогнозу влияния большого количества физических факторов на длительное (десятки лет) поведение элементов структуры материала с целью обеспечения оптимальных условий реализации технических мероприятий, направленных на увеличение сроков эксплуатации самолетов. При исследовании ковочных сплавов В93Т1, В93пчТ3, которые применяются в силовых элементах конструкции самолетов, по границам зерен выявлены грубые выделения интерметаллидных фаз, содержащих медь, обусловившие склонность сплавов к коррозионному растрескиванию. Присутствие меди в составе упрочняющих фаз не отвечает утверждениям разработчиков сплава и играет важную негативную роль в образовании дефектов и преждевременном разрушении деталей. Мониторинг дефектов в обшивках панелей крыльев из сплавов В95Т1, Д16Т на протяжении 45 лет эксплуатации самолетов Ан-24, Ан-26, и результаты статистической обработки данных позволили получить оригинальные уравнения регрессии для скорости роста коррозионных повреждений в соответствующих климатических условиях. Это дало возможность в 6 раз увеличить периоды регламентных работ и эксплуатировать самолеты всех типов без демонтажа панелей в течение 12 лет, то есть обеспечить бесперебойность полетов и минимизировать капитальные затраты на обслуживание.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена вивченню особливостей утворення дефектів у високоміцних алюмінієвих сплавах систем легування Al-Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn та встановленню зв’язку структурних чинників, таких, як розмір та склад інтерметалідних фаз, що обумовлені режимами термічної обробки, з еволюцією дефектів, а також прогнозуванню впливу великої кількості фізичних чинників на довгострокову (десятки років) поведінку елементів структури матеріалу з метою забезпечення оптимальних умов реалізації технічних засобів, спрямованих на подовження термінів експлуатації літаків. При дослідженні кувальних сплавів В93Т1, В93пчТ3, що застосовуються у силових елементах конструкції літаків, на межах зерен виявлені виділення інтерметалідних фаз з вмістом міді, які обумовлюють схильність сплавів до корозійного розтріскування. Присутність міді у складі зміцнюючих фаз не відповідає ствердженням розробника сплавів та відіграє важливу негативну роль в утворенні дефектів і передчасному руйнуванні деталей. Моніторинг дефектів в обшивках панелей крил з сплавів В95Т1, Д16Т протягом 45 років експлуатації літаків Ан-24, Ан-26 та результати статистичної обробки даних дозволили отримати оригінальні рівняння регресії для швидкості росту корозійних ушкоджень у відповідних кліматичних умовах. Це дало можливість в 6 разів збільшити періоди регламентних робіт та експлуатувати літаки «Антонов» без демонтажу панелей протягом 12 років, тобто забезпечити безперебійність польотів та мінімізувати капітальні витрати на обслуговування.uk
dc.format.page27 с.uk
dc.identifier.citationАболіхіна, О. В. Матеріалознавчі аспекти утворення та еволюції дефектів, що визначають ресурс експлуатації алюмінієвих конструкцій літаків : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.16.01 - металознавство та термічна обробка металів / Аболіхіна Олена Вікторівна. – Київ, 2018. – 27 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/25547
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectгартуванняuk
dc.subjectфазове старінняuk
dc.subjectкоагуляційне старінняuk
dc.subjectкорозійне розтріскуванняuk
dc.subjectеволюція дефектівuk
dc.subjectмікроструктураuk
dc.subjectзміцнюючі фазиuk
dc.subjectінтерметалідні сполукиuk
dc.subjectнижні та верхні панелі крилuk
dc.subjectрівняння регресіїuk
dc.subjectрегламентні роботиuk
dc.subjectquenchinguk
dc.subjectphase ageinguk
dc.subjectcoagulation ageinguk
dc.subjectcorrosion crackinguk
dc.subjectevolution of flawsuk
dc.subjectmicrostructureuk
dc.subjectstrengthening phasesuk
dc.subjectintermetallic compoundsuk
dc.subjectwing lower and upper panelsuk
dc.subjectregression equationuk
dc.subjectscheduled maintenanceuk
dc.subjectзакалкаuk
dc.subjectфазовое старениеuk
dc.subjectкоагуляционное старениеuk
dc.subjectкоррозионное растрескиваниеuk
dc.subjectэволюция дефектовuk
dc.subjectмикроструктураuk
dc.subjectупрочняющие фазыuk
dc.subjectинтерметаллидные соединенияuk
dc.subjectнижние и верхние панели крыльевuk
dc.subjectуравнение регрессииuk
dc.subjectрегламентные работыuk
dc.subject.udc629.735:539.43](043.3)uk
dc.titleМатеріалознавчі аспекти утворення та еволюції дефектів, що визначають ресурс експлуатації алюмінієвих конструкцій літаківuk
dc.typeThesisuk

Файли

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

Зібрання

Автореферати (МТО ІФФ)
Автореферати (вільний доступ)