Условия распространения трещин в герметичных отсеках орбитальных космических станций


Авторы

Беляев Б. В.*, Лебедев А. С.*

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия

*e-mail: vka@mil.ru

Аннотация

В данной статье выявлены критерии распространения трещин в оболочках герметичных отсеков и элементов космических станций в зависимости от характерных размеров трещин и возможных уровней эксплуатационных нагрузок. Представлены типовые диаграммы условий распространения поверхностных и сквозных трещин в элементах герметичных отсеков орбитальных космических средств. Данные диаграммы учитывают асимметрию цикла нагружения, внешние условия (вакуум и воздух). Формирование порогов усталости малых и коротких трещин также учтено указанными диаграммами. Полученные результаты представляют значительный интерес для оперативного диагностирования технического состояния орбитальных космических средств.

Ключевые слова:

трещина, оболочка, утечка, остаточный ресурс, герметичность, диагностика, работоспособность, герметичный отсек

Библиографический список

  1. Баркова М.Е. Космический аппарат для утилизации космического мусора в околоземном пространстве // Труды МАИ. 2014. № 75. URl: http://trudymai.ru/published.php?ID=35927
  2. Броек Д. Основы механики разрушения / Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1980. - 368 с.
  3. Романив О.Н., Ярема С.Я., Никифорчин Г.Н. и др. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов: Т. 4 Механика разрушения и прочность материалов. - Киев: Наукова думка, 1990. - 680 с.
  4. Фролов Е.С., Минайчев В.Е. Вакуумная техника: Справочник. – М.: Машиностроение, 1985. – 360 с.
  5. Голубев А.И., Кондаков Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник. - М.: Машиностроение, 1986. – 464 с.
  6. Панасюк В.В. Механика разрушения и прочность материалов. - Киев: Наукова думка, 1988 – 1990.
  7. Панасюк В.В., Андрейкив А.Е., Ковчик С.Е. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов. – Киев: Наукова думка, 1977. – 277 с.
  8. Трощенко В.Т., Покровский В.В., Прокопенко А.В. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. – Киев: Наукова думка, 1987. – 256 с.
  9. Кузнецов Е.Б., Леонов С.С. Математическое моделирование чистого изгиба балки из авиационного материала в условиях ползучести // Труды МАИ. 2013. № 65. URl: http://trudymai.ru/published.php?ID=35927
  10. Ендогур А.И., Кравцов В.А. Напряженное состояние композиционной панели в зоне отверстия // Труды МАИ. 2013. № 64. URl: http://trudymai.ru/published.php?ID=36558
  11. Голуб В.П., Плащинская А.В. О влиянии концевой пластической зоны на рост усталостных трещин в изотропных пластинках при одноосном растяжении-сжатии // Теоретическая и прикладная механика. 2003. № 38. С. 91-96.
  12. Antunes F.V. Chegini F.G., Branco R., Camas D. A numerical study of plasticity induced crack closure under plane strain conditions // International Journal of Fatigue, 2015, no. 71, pp. 75-86. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2014.03.016
  13. Yates J.R., Zanganeh M., Tomlinson R.A., Brown M.W., Garrido F.A. Crack paths under mixed mode loading // Engineering Fracture Mechanics, 2008, no. 75, pp. 319-330.
  14. Шакиртов М.М., Шабанов А.П., Корнев В.М. Построение диаграмм разрушения для пластин с трещиновидным дефектом на основе необходимых и достаточных критериев // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54. № 2. С. 163-170.
  15. Шакиртов М.М. О влиянии коэффициента асимметрии цикла внешней нагрузки на характеристики цикла нагружения материала при вершине трещиновидного дефекта // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75559
  16. Шабанов А.П. О механизме роста усталостной трещины в поле внешних сжимающих напряжений // Прикладная механика и техническая физика. 2005. Т. 46. № 6. С. 108-115.
  17. Хохлов А.В. Кривые длительной прочности, порождаемые линейной теорией вязкоупругости в сочетании с критериями разрушения, учитывающими историю деформирования // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75559
  18. Кутовой В.П., Шабанов А.П., Шакиртов М.М. Исследование напряженно деформированного состояния вершины усталостной трещины в головке рельса // Известия Транссиба. 2013. № 1 (13). С. 89-94.
  19. Шабанов А.П. Возможная модель развития усталостной трещины в упрочняющихся материалах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 5. С. 40-47.
  20. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов - М.: Металлургия, 1990. –623 с.
  21. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: – Киев, Наукова думка, 1987. – 175 с.
  22. Головин C.А., Пушкар А. Микропластичность и усталость металлов. — М.: Металлургия, 1980. — 240 с.
  23. Беляев Б.В., Голиков И.О., Добролюбов А.Н., Лебедев А.С. Математическая модель для диагностирования работоспособности летательных аппаратов при неисправностях в виде трещин // Труды МАИ. 2020. № 114. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=118918. DOI: 10.34759/trd-2020-114-09
  24. Беляев Б.В., Лебедев А.С. Методика прогнозирования остаточного ресурса при разгерметизации летательных аппаратов // Труды МАИ. 2022. № 125. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168167. DOI: 10.34759/trd-2022-125-08



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход