Анализ конструкции и изготовления трехслойных оболочек в авиастроении
Выбор припоя как одно из основных условий получения качественного соединения. Анализ основных факторов, от которых зависят прочностные свойства и рабочие температуры конструкции фюзеляжа самолета, выполненного с использованием клеевого соединения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2019 |
| Размер файла | 453,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Трехслойные конструкции давно нашли свое применение в различных областях промышленности, в настоящее время их можно встретить: в авиа-, судо-, машиностроении, также применяются в строительстве и в других областях. Примеры их применения изображены на рисунках 1, 2.
Рисунок 1. Трехслойная панель крыла, состоит из внешней обшивки и сотового заполнителя, обеспечивает прочность и легкость конструкции
Рисунок 2. Трехслойная конструкция обшивки фюзеляжа самолета, состоит из обшивок и неметаллического заполнителя
Такая конструкция служит для сохранения тепловой энергии, подавления шумов за бортом.
В зависимости от требований жесткости, упругости, веса и температурных нагрузок, действующих на конструкцию трехслойные оболочки могут иметь различную структуру, материалы и способы изготовления. Соответственно будут изменяться показатели прочности изделия.
В авиастроении применение таких оболочек находят в корпусах двигателей и агрегатов, где имеются требования к жаропрочности, устойчивости к статическим нагрузкам, легкости, точного соблюдения теоретического контура изделия, стойкости к воздействиям окружающей среды. Для соблюдения таких критериев в конструкции должны применяться легкие, упругие и нержавеющие сплавы, стойкие к перепадам температуры. При формировании конструкции используются различные способы фиксации заполнителя с внешней и внутренней, на рисунке 3 представлены формы заполнителя.
Рисунок 3. Сечения различных форм заполнителя
Каждая из форм выполняет определенную роль в укреплении конструкции и сопротивлению ей конкретных нагрузок. Также существуют различные способы фиксации и соединения всех трех слоев конструкции. Это могут быть клеевое соединение, паянное, сварное и другие. Все эти способы могут применяться как по отдельности, так и комбинированно, в зависимости от технических требования к конструкции.
Клеевое соединение является преемущественным для склеивания неметаллов, оно просто в выполнении, но для гарантированного склеивания поверхностей необходимо соблюсти требования по их обработке. Это обезжиривание, сушка и другие. Прочностные свойства и рабочие температуры такой конструкции, будут зависеть от выбора ингредиентов клея. Для склеивания трехслойной конструкции может применяться адгезив, вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления. Скрепляющее действие адгезива основано на создании молекулярных связей между ним и поверхностями соединяемых материалов. Микронеровности, заполняемые адгезивом, увеличивают площадь контакта между прилегающими поверхностями. После застывания адгезива они склеиваются.
Рисунок 4. Пример применения адгезива в трехслойной конструкции
самолет припой клеевой
Сварное соединение - неразъёмное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния. Сварные соединения являются прочными, рабочие температурные нагрузки больше по отношению к паяным соединениям. Так как главной особенность свариваемости материалов является плавление, тут же появляется и недостаток такого соединения. Температурные воздействия на изделие велики и в результате образуются поводки и напряжения. Для устранения напряжений используется отжиг сварной конструкции, а во избежание поводок изготавливается оснастка, где сохраняется требуемая форма изделия. Такой процесс является затратным, из-за большого количества технологических операций по изготовлению.
Паяный способ соединения элементов конструкции, экономически выгоден, так как одно из главных преимуществ пайки, это возможность соединения за один прием в единое целое множества элементов составляющих изделие. При пайке не происходит расплавление кромок паяемых деталей, поэтому проще сохранить в процессе нагрева требуемые форму и размеры изделия. Низкотемпературная пайка позволяет сохранить неизменными структуру и свойства металла соединяемых деталей. Важное преимущество пайки, это разъёмность паянных соединений, делает ее незаменимой при монтажных и ремонтных работах.
Для спаиваемости элементов изделия необходимо учитывать в конструкции форму заполнителя, которая позволит расположить припой между поверхностями элементов, к примеру на рисунке 3 позиция 1 изображено сечения заполнителя, на который удобно расположить ленточный припой согласно рисунку 5.
Рисунок 5. Пример расположения ленточного припоя для спаиваемости трехслойной конструкции
Выбор припоя является одним из основных условий получения качественного соединения. Классификация припоев устанавливается по признакам:
- степени плавления при пайке;
- температуре расплавления;
- способу образования;
- основному компоненту;
- способностью к флюсованию;
- способу изготовления;
- виду полуфабриката.
Неотъемлемую роль в конструкции играет применяемый материал, стойкий к нагрузкам, влиянию окружающей среды, при необходимости выполняющий требование к легкости. Для применения трехслойной оболочки в авиастроении, к выше перечисленным критериям отлично подойдет нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь - сталь, содержащая свыше 12% хрома, в атмосферных условиях показывающая высокую коррозионную стойкость и сохраняющая светлый металлический блеск. Существует множество способов спаиваемости нержавеющих элементов конструкции и различные припои обеспечивающие определенные прочностные свойства при определенных температурных условия эксплуатации изделия.
Из рекомендаций НИАТ по технологичности самолетных конструкций
Таблица 1. Припои, материалы, способы пайки для нержавеющих сталей и получаемые рабочие напряжения
|
Материал |
Припой |
Способ пайки |
Рабочее напряжение, кгс/мм2 при Т=20°С |
Рабочее напряжение, кгс/мм2 при Т=300°С |
Рабочее напряжение, кгс/мм2 при Т=500°С |
Рабочее напряжение, кгс/мм2 при Т=800°С |
|
|
Х18Н10Т |
ВПр4 |
в вакуумной печи |
25,0-28,0 |
- |
- |
- |
|
|
в печи в аргоне |
14,0-17,0 |
11,0-13,5 |
12,0-13,0 |
- |
|||
|
в электронно-лучевой установке |
21,0-22,0 |
17,0-20,0 |
18,0-22,0 |
5,5-7,0 |
|||
|
ВПр2 |
в печи в аргоне |
21,0-23,0 |
15,0-16,0 |
10,0-12,5 |
2,0-4,5 |
||
|
в электронно-лучевой установке |
32,0-34,0 |
27,0-37,0 |
22,0-27,0 |
4,0-6,0 |
|||
|
в печи в аргоне |
25,0-30,0 |
- |
- |
- |
|||
|
в печи в аргоне с (флюсом) |
28,0-35,0 |
- |
- |
- |
|||
|
СН-2 |
ВПр2 |
в печи в аргоном |
28,0-30,0 |
20,0-25,0 |
12,0-18,0 |
12,0-14,0 |
|
|
СН-4 |
ВПр13 |
в печи в аргоне |
20,5-25,5 |
17,5-19,5 |
- |
- |
|
|
ПСр92 |
в печи в аргоне |
32,0-51,0 |
- |
- |
- |
||
|
1Х13 |
ВПр4 |
в печи в аргоне |
24,0-29,0 |
17,0-19,5 |
15,0-17,5 |
- |
|
|
в электронно-лучевой установке |
21,0-25,5 |
20,0-23,0 |
16,0-17,0 |
- |
|||
|
Х17Н2 |
ВПр4 |
в печи в аргоне (с флюсом) |
28,0-30,0 |
26,0-27,0 |
15,0-19,5 |
- |
|
|
26,5-32,5 |
26,0-31,0 |
21,0-21,5 |
8,5-11,0 |
||||
|
Медь |
в электронно-лучевой установке |
16,5-22,5 |
10,5-13,0 |
6,5-10,5 |
4,5-5,5 |
||
|
ЭН835 |
ВПр2 |
В вакуумной печи |
38,0-43,5 |
- |
- |
- |
|
|
ВПр4 |
В вакуумной печи |
39,0-40,5 |
- |
- |
- |
||
|
ПМ17 |
В вакуумной печи |
33,0-33,5 |
- |
- |
- |
||
|
Медь |
В вакуумной печи |
38,5-42,0 |
- |
- |
- |
Список литературы
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.1. - 9-е изд., переработ. и доп./ под редакцией И.Н. Жестковой - М.: Машиностроение, 2006.-928с. - ISBN 5-217-03343-6 (Т1).
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.2. - 9-е изд., переработ. и доп./ под редакцией И.Н. Жестковой - М.: Машиностроение, 2006.-928с. - ISBN 5-217-03344-4 (Т2).
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.3. - 9-е изд., переработ. и доп./ под редакцией И.Н. Жестковой - М.: Машиностроение, 2006.-928с. - ISBN 5-217-03345-2 (Т3).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка варианта конструкции фюзеляжа самолета легкого типа из полимерных композиционных материалов и обоснование принятых решений расчетами. Технологический процесс изготовления конструкции. Анализ дефектов тонкостенных деталей трубопроводов.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.02.2015Особенности проектирования изделий из пластмасс. Проведение анализа конструкции детали "стакан-крепление для соединения конструкции", технических требований и условий её эксплуатации с целью формулирования требований к свойствам полимерного материала.
курсовая работа [541,0 K], добавлен 17.05.2013Изучение процесса получения неразъемного соединения конструкции прокладки форсунки с помощью точечной контактной сварки. Обоснование выбора материала изделия. Оценка свариваемости материала. Расчет температурных полей от движущихся источников тепла.
курсовая работа [325,6 K], добавлен 25.04.2015Физические основы процесса получения неразъемного соединения конструкции "Резервуар вертикальный цилиндрический стальной для хранения нефти и нефтепродуктов", а также оценка его свариваемости. Расчет температурных полей от движущихся источников тепла.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.12.2012Разработка технологического процесса изготовления вольфрамовой нити методом порошковой металлургии. Достоинства и недостатки вольфрамовой нити, ее применение. Изготовление фюзеляжа самолета из композиционного материала. Описание конструкции фюзеляжа.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 02.02.2014Описание конструкции самолета АН-148, его узлы. Прочностной расчет конструкции панели сопла гондолы двигателя, схема его нагружения. Технологический процесс приготовления связующего ЭДТ-69Н. Экономический эффект от внедрения композиционных материалов.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 13.05.2012Описание конструкции шестерни и условия ее работы в механизме. Анализ технологичности конструкции и выбор способа получения заготовки. Маршрут обработки детали и определение режимов резания. Анализ возможных дефектов и методы восстановление качества.
курсовая работа [653,9 K], добавлен 17.12.2013Способ соединения основных элементов конструкции. Определение эксплуатационных и расчетных нагрузок на режиме посадки. Расчет на прочность сечения между первым и вторым шпангоутом. Подбор и прочностной расчет соединений элементов конструкции агрегата.
курсовая работа [973,6 K], добавлен 10.03.2023Способы совершенствования сварочного производства применительно к сварной конструкции штуцера 20-150. Анализ конструкции изделия на технологичность. Обоснование выбора материала. Анализ характера конструкции изделия и выбор неразъемных соединений.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 15.07.2015Анализ конструкции детали и технических условий на деталь и отливку. Выбор способа изготовления отливки, ее положения в период заливки и затвердевания. Разработка конструкции и расчет литниковой системы. Определение габаритов опок, контроль качества.
контрольная работа [166,2 K], добавлен 12.10.2014Разработка технологии изготовления фланцевого соединения труб системы газопровода. Выбор конструкции фланца в зависимости от рабочих параметров и физико-химических свойств газа. Описание детали, эскиз заготовки; маршрутная технология изготовления фланца.
курсовая работа [723,9 K], добавлен 30.04.2015Сварка как один из распространенных технологических процессов соединения материалов. Описание конструкции балки. Выбор и обоснование металла сварной конструкции. Выбор сварочного оборудования, способа сварки и методов контроля качества сварных соединений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.02.2014Анализ конструкции узла. Входной вал конического редуктора - механизма, состоящего из зубчатых или червячных передач, выполненного в виде отдельного агрегата. Выбор посадки с гарантированным натягом. Расчет предельных отклонений, размеров, зазоров.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 10.12.2014Анализ конструкции топливной системы самолета Ил-76, особенности ее технического обслуживания и эксплуатации в осенне-зимний период. Мероприятия по улучшению работоспособности топливной системы самолета и уменьшению времени производственного процесса.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 14.11.2017Служебное назначение детали "рычаг", выбор и свойства материала изделия. Анализ технологичности конструкции. Содержание и последовательность технологических операций. Описание конструкции; расчет станочного приспособления, протяжки и калибра шлицевого.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.02.2015Получение сварного соединения, сущность сварки, физико-химические процессы, происходящие при ней. Схема процесса зажигания дуги. Технология получения качественного сварного соединения. Схема сварочного трансформатора. Электроды для ручной дуговой сварки.
реферат [917,4 K], добавлен 16.01.2012Использование в качестве магнитных материалов гексаферрита стронция и бария. Основные параметры, определяющие магнитные свойства ферритового порошка. Выбор соединения для синтеза, его последовательность и анализ различий в микроструктуре образцов.
реферат [9,3 M], добавлен 16.04.2010Служебное назначение вала. Анализ конструкции и технических требований. Материал, его состав и свойства, режимы термообработки. Определение типа производства и партии запуска. Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование.
курсовая работа [536,1 K], добавлен 01.05.2011Порядок изготовления планера самолета: изготовление деталей, сборочные работы узлов, агрегатов, проведение стыковочных и монтажных работ на готовом изделии. Конструктивно-технологический анализ конструкции. Разработка технологического процесса сборки.
курсовая работа [168,9 K], добавлен 08.06.2010Анализ направления моды, выбор модели для дальнейшей проработки. Разработка технологической последовательности изготовления и декорирования изделия. Проектирование чертежа конструкции, изготовление лекал. Свойства основных материалов для пошива комплекта.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 15.04.2018
