Авиационная и ракетно-космическая техника
Авторы
1*, 1, 1, 2, 11. Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия
2. Компания «Солютерм», Жуковский, Российская Федерация
*e-mail: npk@tsagi.ru
Аннотация
Рассматриваются конструкции болтовых соединений авиационных деталей из полимерного композиционного материала (ПКМ). Прочность и долговечность соединений определяются наряду с другими факторами сохранением эксплуатационных параметров: осевого натяга болтов и радиальных зазоров между стержнем болта и кромками отверстий в соединяемых деталях. Поскольку такие конструкции широко применяются для наиболее ответственных соединений агрегатов, а также деталей силового каркаса, разработан оперативный тепловой метод контроля. Его основным достоинством является мобильность аппаратуры: ее можно переносить непосредственно к контролируемым соединениям. На основании получаемой информации формируются термограммы, обработка которых позволяет оценить ключевые параметры соединений и непосредственно в аэродромных условиях корректировать натяг болтов с выявленным ослаблением.
Поскольку контроль осууществляется по площади с охватом ряда болтов в многоточечном соединении, он может выполняться в соответствии со временем межполетного осмотра летательного аппарата.
Метод опробован на ряде конструктивно подобных образцов с использованием демонстрационного макета комплекса с оборудованием для теплового контроля.
Ключевые слова:
болтовые соединения деталей из ПКМ, тепловой контроль соединений, условия эксплуатационной долговечности соединений, оперативный контроль болтовых соединений, тепловой неразрушающий контроль радиального зазора и осевого натяга, термограммы конструктивных параметров болтовых соединений, экспериментальное опробование метода теплового контроляСписок источников
- Яковец А.И., Сироткин О.С., Фирсов В.А. и др. Технология выполнения высокоресурсных заклепочных и болтовых соединений в конструкциях самолетов. М.: Машиностроение, 1987. 191 с.
- Сироткин О.С., Гришин В.И., Литвинов В.Б. Проектирование, расчет и технология соединений в авиационной технике. М.: Машиностроение, 2006. 330 с.
- Глебова М.А., Гришин В.И., Гусева Н.В. и др. Оценка прочности многорядных металлокомпозитных соединений авиационных конструкций // Ученые записки ЦАГИ. 2020. Т. 51. № 2. С. 57-67.
- Bickford JH. Other ways to control Preload. In: Introduction to the design and behavior of bolted joints: nongasketed joints. 5th ed. CRC Press; 2022. p. 197-216.
- Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. М.: Спектр, 2013. 542 с.
- Будадин О.Н., Вавилов В.П., Абрамова Е.В. Тепловой контроль: Учеб. пособие. М.: Спектр, 2013. 171 с.
- Zweschper Th, Wu D, Busse G. Detection of loose rivets in airplane components using lock-in thermography. 4th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography (QIRT98; September 7–10, 1998; Lodz, Poland). p. 161-166. DOI: 10.21611/qirt.1998.025
- Nikravesh SMY, Goudarzi M. A Review Paper on Looseness Detection Methods in Bolted Structures. Latin American Journal of Solids and Structures. 2017;14(12):2153-2176. DOI: 10.1590/1679-78254231
- Рыжова Т.Б. Оценка величин радиального натяга в заклепочных соединениях авиаконструкций с помощью ультразвука // Дефектоскопия. 1994. №6. С. 17.
- Герасимов В.Я., Парышев Д.Н. Повышение прочности болтов на основе деформационной тренировки переменными растягивающими напряжениями // Известия вузов. Машиностроение. 2006. № 9. С. 25-28.
- Gerasimov VYa, Paryshev DN. Increasing the strength of bolts based on deformation training with variable tensile stresses. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie. 2006(9):25-28. (In Russ.).
- Абгарян В.К., Абгарян М.В., Могулкин А.И. и др. Тепловизионные измерения температур ускоряющего электрода высокочастотного ионного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 3. С. 128-138. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=182567
- Жуков О.М., Ширяев Е.А., Вдовенко А.Г. Термографический контроль с ультразвуковой стимуляцией нагрева рабочей лопатки первой ступени газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2025. Т. 32. № 1. С. 172-179. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=184460
- Vavilov V, Chulkov A, Smotrov A, et al. Characterizing impact damage in GFRP/CFRP composites by determining thermal effusivity/diffusivity. Measurement Science and Technology. 2019;30(3). DOI: 10.1088/1361-6501/ab018e
- Nishina Y, Imanishi D, Midorikawa S, et al. Infrared Thermography for Nondestructive Testing. JFE GIHO 2015(35):80–81.
- Корнилов Г.А. Методика ИК-термографии выявления скрытого дефекта в авиационной конструкции из полимерных композиционных материалов // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. 2022. Т. 24. № 1. С. 41-48. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.1.06
- Ibarra-Castanedo C, Genest M, Guibert S, et al. Inspection of aerospace materials by pulsed thermography, lock-in thermography and vibrothermography: A comparative study. Proceccing of SPIE – The International Society for Optical Engineering (July 1-4, 2007; Orlando, Florida, USA). Vol. 6541, Thermosense XXIX: 654116. DOI: 10.1117/12.720097
- Ullmann T, Aoki R, Schmidt T. Lock-in Thermography for Process Integrated Non-Destructive Evaluation of Carbon Fibre Reinforced Aircraft Structures. 10th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography (July 27-30, 2010; Québec, Canada). DOI: 10.21611/qirt.2010.140
- Huga F, Kajiwara I, Hosoya N, et al. Bolt loosening analysis and diagnosis by non-contact laser excitation vibration tests. Mechanical Systems and Signal Processing. 2013;40(2):589-604. DOI: 10.1016/j.ymssp.2013.05.023
- He K, Zhu WD. Detecting Loosening of Bolted Connections in a Pipeline Using Changes in Natural Frequencies. Journal of Vibration and Acoustic. 2014;136(3):034503-1.
- Huynh TC, Lee KS, Kim JT. Local dynamic characteristics of PZT impedance interface on tendon anchorage under prestress force vibration. Smart structures and systems. 2015;15(2):375-393. DOI: 10.12989/sss.2015.15.2.375
- Wang T, Song G, Wang Z, et al. Proof-of-concept study of monitoring bolt connection status using a piezoelectric based active sensing method. Smart Materials and Structures. 2013;22(8):087001. DOI: 10.1088/0964-1726/22/8/087001
- Чернышев Д.С., Живаев С.Н. Устройство для активного термографического неразрушающего контроля композитных авиационных конструкций. Патент RU 223337 U1. Бюлл. № 5, 14.02.2024.
- Нестерук Д.А., Вавилов В.П. Активная количественная термография (SOLIRT). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ RU 2018666023. Бюлл. № 12, 11.12.2018.
- Титов С.А., Барышников О.Е., Захаржевский П.А. и др. Способ неразрушающего контроля состояния болтового соединения в конструкциях из полимерного композиционного материала. Патент RU 2858648 C1. Бюл. № 8, 20.03.2026.
- Titov SA, Baryshnikov OE, Zakharzhevskij PA, et al. Method for non-destructive testing of state of bolted joint in structures made of polymer composite material. Patent RU 2858648 C1. Bull. 8, 20.03.2026. (In Russ.).
|
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 1994-2026 |

