Конструирование стыков самолетов
29.09.17 10:11

Примерно 85% усталостных разрушений планера самолета обычно происходит по стыкам и соединениям. Поэтому особую роль играет повышение ресурса болтовых и заклепочных соединений. Поверхностное упрочнение отверстий крепежа, например, дорнированием однозубым дорном с натягом до 4% и последующим калиброванием разверткой, повышает долговечность болтовых соединений в два раза.

Для снижения трудоемкости упрочнению подвергаются отверстия в наиболее напряженных зонах конструкции, например, первый ряд стыков. Упрочнение отверстий местным глубоким пластическим деформированием в форме концентрических площадок или канавок с одновременным округлением кромок отверстия производится специальными обжимками при: соответствующем указании в чертеже. Упрочнению таким способом можно подвергать и зенкованные отверстия для болтов с потайными головками.

Однако выносливость потайных соединений с конусной головкой болта всегда ниже, чем соединений с выступающей головкой крепежа. Это определяется двумя факторами: повышенной концентрацией напряжений в зенкованном отверстии и неполным контактом по конусной поверхности соединения, при котором повышаются напряжения смятия.

Расстояние между рядами отверстий, необходимое для обеспечения высокого ресурса, должно быть не менее трех диаметров. Расстояние до кромки детали — не менее двух диаметров.

Диаметральный натяг является эффективным средством повышения усталостной долговечности как болтовых, так и заклепочных соединений. С увеличением натяга в болтовом соединении до 1,5% долговечность значительно увеличивается. Влияние натяга тем сильнее, чем выше модуль упругости крепежа по сравнению с модулем упругости материала деталей пакета. В результате взаимодействия напряжений от натяга с напряжениями от внешних нагрузок уменьшается амплитуда действующих при циклическом нагружении напряжений.

В односрезном болтовом соединении, где наряду с растягивающими напряжениями действуют напряжения ют эксцентриситета действующих сил, требуется больший натяг (до 3%). Но с увеличением натяга по периметру отверстия обрадуются наплывы материала панели, которые при затяжке пакета способствуют развитию фреттинг-коррозионных разрушений. Становится труднее обеспечить беззадирную запрессовку болтов и чистоту поверхности отверстий после постановки болтов.

Постановка болтов с натягом производится с использованием смазки на основе дисульфида молибдена. С увеличением натяга возрастает опасность коррозии под напряжением высокопрочных алюминиевых сплавов В-95АТ и В-93АТ, которые должны пройти специальную термообработку. Предварительное дорнирование отверстий при умеренном натяге обеспечивает значительное повышение ресурса.

Гарантированный натяг до 1,5% создатся цилиндрическими болтами с заход-ным конусом перехода от резьбы к посадочной поверхности. Угол конуса выбирается 15-25. Радиус перехода к цилиндрической поверхности 2-3 мм. Оксидное фосфатирование поверх кадмиевого слоя позволяет сохранить антикоррозионное покрытие болта в процессе запрессовки. В гермоотсеках для обеспечения адгезии герметика вместо смазки запрессовываемых болтов используется герметик кистевой консистенции.