Detail předmětu
Únava a životnost leteckých konstrukcí
FSI-OUZ Ak. rok: 2020/2021 Letní semestr
Konstrukce s bezpečnou životností (safe-life) a s přípustným poškozením (damage tolerance) jakožto dvě základní návrhové koncepce leteckých konstrukcí. Měření zatížení draku letounu, 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 metod nedestruktivního zkoušení používaných v letectví.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Praktický výpočet bezpečné životnosti pro kritické místo draku letounu s uvážením všech podstatných zatížení, práce se spektry zatížení, výběr 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
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
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 protokolů z 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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2I-P: Strojní inženýrství, magisterský navazující
obor M-LPR: Letecký provoz, povinný
Program M2I-P: Strojní inženýrství, magisterský navazující
obor M-STL: Stavba letadel, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Návrhové koncepce leteckých konstrukcí a průkaz jejich životnosti.
2. Požadavky předpisů letové způsobilosti v oblasti únavy a životnosti.
3. Stádia únavového procesu. Fraktografická rekonstrukce růstu únavové trhliny.
4. Koncepce bezpečné životnosti.
5. Typický profil letu. Měření a zpracování proměnlivých zatížení. Spektra poryvových, obratových a pozemních zatížení. Cyklus Z-V-Z.
6. Únavové křivky leteckých konstrukcí. Hypotézy kumulace únavového poškození.
7. Metody výpočtové predikce únavové životnosti (NSA, LESA, LPSA). Únava při víceosém stavu napjatosti.
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 NDT metod. Požadavky předpisů JSSG-2006 a MIL-A-83444.
12. Základy lomové mechaniky. Analýza zbytkové pevnosti.
13. Šíření trhliny při konstantní amplitudě zatížení a při složitém průběhu zatěžování.
Cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. – 4. Výpočet bezpečné životnosti cvičného letounu podle metodiky FAA AC23-13A.
5. – 9. Výpočet bezpečné životnosti dopravního letounu.
10. – 13. Výpočet růstové křivky únavové trhliny v potahu panelu křídla.