Расчетный метод оценки морозостойкости лакокрасочных покрытий воздушных судов

Рассмотрены проблема термоциклирования и обледенения внешнего лакокрасочного покрытия воздушного судна, а также негативное влияние этих процессов, выражающееся в периодических деформациях растяжения-сжатия и абсорбции атмосферной влаги в микронеровности рельефа с ее последующим замерзанием и постепенным расклиниванием впадин. Отмечена повышенная трудоемкость методики лабораторных испытаний в условиях воздействия циклических перепадов температур, имитирующих эксплуатационные условия работы лакокрасочного покрытия воздушного судна. Показана целесообразность разработки расчетного метода оценки морозостойкости для конкретных условий эксплуатации. Метод учитывает действие совокупности усадочных напряжений, переохлаждения и расклинивающего воздействия льда. Основные физико-механические свойства льда и лакокрасочного покрытия приняты однородными и равными среднеинтегральным значениям, коэффициенты термического линейного расширения подложки и покрытия приняты постоянными и независящими от температуры. Трением льда о поверхность впадин микронеровностей, а также полетными нагрузками на лакокрасочное покрытие, вызванными набегающими потоками воздуха и деформацией конструкции воздушного судна, пренебрегаем. На основе метода эквивалентных напряжений предложен метод расчета морозостойкости лакокрасочного покрытия воздушного судна при циклическом обледенении. На примере полиэфируретанового покрытия на дюралюминиевой пластине проведены испытания на морозостойкость в диапазоне температур от --50 до 25 °C числом F = 2000 циклов замерзания и оттаивания. Выполнен термоциклический расчет коэффициента запаса морозостойкости при периодическом обледенении. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными

Литература

[1] Tiong U.H., Clark G. Aircraft joints and corrosion control. Structural integrity: influence of efficiency and green imperatives. Proc. 26th ICAF Symp. Springer, 2011,pp. 625--634. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-1664-3_50

[2] Андрющенко Е.А. Светостойкость лакокрасочных покрытий. М., Химия, 1986.

[3] Ерусалимский М.А. Обзор авиационных происшествий, связанных с обледенением. Проблемы безопасности полетов, 2002, № 1, с. 30--42.

[4] Никитин А.И. Методика идентификации аэродинамических коэффициентов ЛА. Сб. докл. 7 науч. конф. по гидроавиации "Гидроавиасалон-2008". Ч. 2. М., ЦАГИ, 2008, с. 3--6.

[5] Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. СПб., Химиздат, 2008.

[6] Рассказов Л.Н., ред. Гидротехнические сооружения. Ч. 1. М., Издательство АСВ, 2011.

[7] Углов А.А., Анищенко Л.М., Кузнецов С.Е. Адгезионная способность пленок. М., Радио и связь, 1987.

[8] Панин А.В. Нелинейные волны локализованного пластического течения в наноструктурированных поверхностных слоях твердых тел и тонких пленках. Физическая мезомеханика, 2005, т. 8, № 3, с. 5--17.

[9] Bost M., Pouya A. Stress generated by the freeze-thaw process in open cracks of rock walls: empirical model for tight limestone. Bull. Eng. Geol. Environ., 2017, vol. 76, no. 4, pp. 1491--1505. DOI: https://doi.org/10.1007/s10064-016-0955-6

[10] Воронин И.В., Кондрашов Э.К. Долговечность адгезионных связей полимерных покрытий. Лакокрасочные материалы и их применение, 1991, № 1, с. 25--26.

[11] Райхер В.Л. Усталостная повреждаемость. М., МАТИ, 2006.

[12] Стрижиус В.Е. Методы расчета усталостной долговечности элементов авиаконструкций. М., Машиностроение, 2012.

[13] Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М., Машиностроение, 1993.

[14] Лоим В.Б. Практика расчетной оценки долговечности авиаконструкций с использованием эффективных коэффициентов концентрации напряжений. Вестник машиностроения, 1998, № 9, с. 31--37.

[15] Paris P.C., Tada H., Donald J.K. Service load fatigue damage --- a historical perspective. Int. J. Fatigue, 1999, vol. 21, no. 1, pp. S35--S46. DOI: https://doi.org/10.1016/S0142-1123(99)00054-7

[16] Пашаев А.М., Джанахмедов А.Х., Алиев А.А. Расчет на усталостную прочность внешнего лакокрасочного покрытия самолета. Техника воздушного флота, 2018, № 1, с. 12--19.

[17] Алиев А.А. Трибофатические испытания лакокрасочного покрытия. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2018, № 1, с. 92--100. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0236-3941-2018-1-92-100

[18] Рудометкин Ф.И., Недельский Г.В. Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильных установок. М., Пищевая промышленность, 1975.

[19] Браун Д., Шердрон Г., Керн В. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров. М., Химия, 1976.