Detail předmětu

Únava a životnost leteckých konstrukcí

FSI-OUZAk. rok: 2012/2013

Stručný úvod do problematiky únavy materiálu. Konstrukce s bezpečnou životností (safe-life) a s přípustným poškozením (damage tolerance) jakožto dvě základní koncepce životnosti. Měření zatížení draku, zpracování výsledků do spekter zatížení. Výpočtové stanovení bezpečné životnosti. Návrh typického profilu letu, výběr únavové křivky, hypotézy kumulace únavového poškození. Stanovení bezpečné životnosti pomocí únavových zkoušek konstrukčních uzlů a celého draku. Předpisové požadavky na konstrukce s připustným poškozením, návrh systému periodických prohlídek na základě růstové křivky únavové trhliny. Přehled defektoskopických metod.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Petr Augustin, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Letecký ústav (LÚ)

Výsledky učení předmětu

Praktický výpočet bezpečné životnosti pro kritické místo draku s uvážením všech podstatných zatížení, práce se spektry zatížení, výběr vhodné únavové křivky. Obecný přehled v dalších oblastech únavy leteckých konstrukcí včetně seznámení se zkušenostmi z únavových zkoušek prováděných certifikovanou Zkušebnou letecké techniky Leteckého ústavu.

Prerekvizity

Základní poznatky o struktuře a mezních stavech materiálů. Základní znalosti z pružnosti a pevnosti. Přehled o konstrukčním řešení draků letadel. Výpočet zatížení letounu, napjatosti a deformace tenkostěnných leteckých konstrukcí.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Rozhodujícím kritériem hodnocení je výsledek písemného testu zaměřeného na teoretické znalosti s otázkami tvořícími průřez celého kurzu. Další podmínkou je předložení správně vypracovaných výpočtových cvičení a účast na cvičeních.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámení se specifickými metodami řešení problému životnosti leteckých konstrukcí navazující na znalosti získané v předchozích kurzech.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výpočtová cvičení. V případě odůvodněné nepřítomnosti jsou nahrazována vypracováním dodatečných protokolů.

Základní literatura

Růžička, M., Fidranský, J.: Pevnost a životnost letadel, skriptum ČVUT, 2000. (CS)
Schijve, J.: Fatigue of Structures and Materials, Springer Science+Business Media, B.V, 2009. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-STL , 2 ročník, letní semestr, povinný
    obor M-LPR , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Augustin, Ph.D.

Osnova

1. Návrhové koncepce leteckých konstrukcí a jejich životnost.
2. Požadavky předpisů letové způsobilosti v oblasti únavy a životnosti.
3. Stádia únavového procesu. Fraktografická rekonstrukce procesu únavového porušování.
4. Koncepce bezpečné životnosti.
5. Typický profil letu. Měření a zpracování proměnlivých zatížení.
6. Spektra poryvových, obratových a pozemních zatížení. Cyklus Z-V-Z.
7. Únavové křivky leteckých konstrukcí. Hypotézy kumulace únavového poškození. Metody výpočtové predikce únavové životnosti (NSA, LESA, LPSA).
8. Únavové zkoušky a jejich vyhodnocení. Zkoušky na jedné hladině, zkoušky programové a zkoušky náhodným zatěžováním. Zařízení pro únavové zkoušky.
9. Odhad bezpečné životnosti na základě teoretického výpočtu a únavové zkoušky. Systémy pro sledování čerpání únavového života.
10. Koncepce přípustného poškození. Návrh systému periodických prohlídek.
11. Přehled defektoskopických metod. Požadavky předpisu MIL-A-83444.
12. Základy lomové mechaniky. Výpočet zbytkové pevnosti.
13. Šíření trhliny při konstantní amplitudě zatížení a při složitém průběhu zatěžování.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Augustin, Ph.D.

Osnova

1. – 4. Výpočet bezpečné životnosti sportovního letounu podle metodiky FAA AFS-120-73-2.
5. – 9. Výpočet bezpečné životnosti dopravního letounu.
10. - 13. Výpočet šíření trhliny v nevytuženém panelu.