Безопасный дизайн

При проектировании безопасного срока службы изделия предназначены для вывода из эксплуатации по истечении определенного расчетного срока службы .

Безопасный срок службы особенно важен для простых металлических самолетов, где компоненты планера подвергаются переменным нагрузкам в течение всего срока службы самолета, что делает их восприимчивыми к усталости металла . В определенных областях, например, в компонентах крыла или хвостового оперения, разрушение конструкции в полете может оказаться катастрофическим.

Методика проектирования безопасного срока службы используется в критических системах, которые либо очень трудно отремонтировать, либо отказ которых может привести к серьезному ущербу для жизни и имущества. Эти системы рассчитаны на долгую работу без необходимости какого-либо ремонта.

Недостаток философии проектирования безопасного срока службы заключается в том, что необходимо сделать серьезные предположения относительно переменных нагрузок, воздействующих на самолет, поэтому, если эти предположения окажутся неточными, трещины могут начаться до того, как компонент будет выведен из эксплуатации. Чтобы противостоять этому недостатку, были разработаны альтернативные концепции проектирования , такие как отказоустойчивое проектирование и отказоустойчивое проектирование .

Автомобильная промышленность

Одним из способов обеспечения безопасной эксплуатации является планирование и учет прочности механизмов в автомобильной промышленности. Когда повторяющаяся нагрузка на механические конструкции усилилась с появлением парового двигателя, еще в середине 1800-х годов, этот подход был установлен (Oja 2013). По словам Майкла Оджа: «Инженеры и ученые начали понимать, какое влияние циклическое напряжение (или деформация) оказывает на срок службы компонента; была построена кривая, связывающая величину циклического напряжения (S) с логарифмом числа циклов до отказа (N)» (Оя, 2013). , Кривая SN потому что фундаментальное соотношение находится в проектировании безопасной жизни. Кривая зависит от многих условий, включая соотношение максимальной и минимальной нагрузки (коэффициент R), тип контролируемого материала и регулярность приложения циклических напряжений (или деформаций). Сегодня кривая по-прежнему имеет важное значение для экспериментальных испытаний лабораторных образцов на многих уровнях непрерывной циклической нагрузки и определения количества циклов до отказа (Oja 2013). Майкл Оя утверждает, что «неудивительно, что по мере уменьшения нагрузки срок службы образца увеличивается» (Оя, 2013). Практические ограничения экспериментальных задач были обусловлены ограничением частоты испытательных машин с гидравлическим приводом. Нагрузка, при которой происходит этот многоцикловый срок службы, стала считаться усталостным свойством материала (Oja 2013).

Аэрокосмическая промышленность

Конструкция самолета

Существует два основных типа конструкции самолета: безопасная жизнь и отказоустойчивость. Первый имеет низкую остаточную прочность в случае выхода из строя основного несущего элемента, тогда как второй имеет альтернативные пути нагрузки, так что в случае растрескивания основного несущего элемента остаточная прочность сохраняется, поскольку нагрузки могут восприниматься соседними элементами. В современных самолетах предусмотрены отказоустойчивые конструкции, имеющие до трех альтернативных путей нагрузки, но еще в 1947 году основной несущей конструкцией был безопасный ресурс. Это не имело значения для временного планера, предназначенного для полетов в спокойных верхних слоях атмосферы, но на высоте около 500 футов нагрузки и нагрузки были более нестабильными.

Конструкция вертолета

Философия безопасного проектирования применяется ко всем конструкциям вертолета. В нынешнем поколении армейских вертолетов, таких как UH-60 Black Hawk , композитные материалы составляют до 17 процентов веса планера и несущего винта (Реддик). Гарольд Реддик заявляет, что «с появлением крупных научно-исследовательских проектов по композитным конструкциям вертолетов, таких как Программа усовершенствованных композитных планеров (ACAP), и проектов по методам и технологиям производства (MM&T), таких как программа создания недорогих композитных лопастей UH-60, По оценкам, в течение нескольких лет композиционные материалы могут быть применены в производственной программе до 80% веса планера и несущего винта вертолета» (Реддик). Наряду с этим применением, важным обязательством является внедрение в промышленность надежных, определенных критериев проектирования, чтобы композитные конструкции имели высокий усталостный срок службы для экономии владения и хорошую устойчивость к повреждениям для безопасности полетов. Критерии безопасного срока службы и устойчивости к повреждениям применимы ко всем критически важным компонентам вертолета (Реддик).

См. также

• Безопасный
• Отказоустойчивая конструкция
• Техника безопасности
• Терпимость к повреждениям
• 1945 г., крушение Стинсона на австралийских национальных авиалиниях.

Ссылки

Цитаты

• Оя, Майкл (18 марта 2013 г.). «Концепции структурного проектирования: обзор безопасной жизни и устойчивости к повреждениям». Vextec.com | Снижение затрат на протяжении всего жизненного цикла — от проектирования до обслуживания на местах . Проверено 11 июня 2019 г.
• «Усталость (материал)» , Arc.Ask3.Ru , 04 июня 2019 г., получено 11 июня 2019 г.
• Реддик, Гарольд. «Подходы к проектированию конструкций вертолетов, обеспечивающие безопасность и устойчивость к повреждениям» (PDF) . НАСА . Проверено 11 июня 2019 г.

Внешние ссылки

• [1]
• [2]
• [3]
• [4]
• [5]
• [6]
• [7]
• [8]
• [9]
• [10]