Общий уровень надежности любого изделия зависит от степени, разработки конструктивных и производственных мероприятий по обеспечению надежности в процессе его создания и изготовления.

При проектировании нового изделия особенно важно оценить работоспособность подвижных и жестких узлов крепления, соединений трубопроводов и других функциональных узлов, подвергающихся внешним и местным воздействиям (переменным температурам и давлениям, повышенным вибрациям, абразивным и окислительным воздействиям и т. п.).

Все основные элементы, детали и узлы разрабатываемого изделия рассчитываются на прочность.

При этом для компенсации возможных отклонений нагрузок от расчетной величины и неравномерности распределения напряжений расчет производится с запасом прочности 1,5—3,0.

В реальной эксплуатации нередко происходят поломки отдельных деталей и узлов, которые по расчетной схеме не предназначены для восприятия нагрузок.

Причинами таких поломок или разрушений не силовых деталей являются:

§ отличие фактических нагрузок от расчетных вследствие деформации отдельных нагруженных элементов или неправильного определения при расчете величины и направления действующих нагрузок;

§ действие местных температур, давлений или вибраций, наличие сечений с местными концентраторами напряжений (переходы с острыми углами, подрезы, царапины, раковины или другие производственные дефекты).

Особенно важно для обеспечения высокой надежности силовых жестких и подвижных сочленений оценить изменение их работоспособности и прочности вследствие различных видов изнашивания.

10.2 Конструктивные способы предупреждения поломок и образования трещин в деталях

Рассмотрим некоторые способы и пути повышения работоспособности и надежности деталей и узлов авиационных изделий:

§ Тщательная конструктивная разработка форм и размеров каждой детали создаваемого изделия;

§ анализ действующих нагрузок и внешних воздействий;

§ рациональный выбор применяемых материалов и методов изготовления детали.

Как было показано, что в числе основных причин появления неисправностей узлов и агрегатов значительное место занимают трещины и поломки элементов и деталей. Наиболее часто встречающейся причиной их образования являются местные повышенные напряжения, вызываемые концентраторами напряжений.

В ряде случаев появление трещин и поломок связано с местными ослаблениями прочности деталей из-за недостаточно продуманной формы детали и с трудностями контроля за точным ее выполнением в процессе производства.

Неправильный выбор допусков и посадок также может быть причиной наличия местных концентраторов напряжений у деталей.

Таким образом, конструктор, применяя рациональные методы проектирования отдельных элементов и деталей, может предотвратить многие случаи поломок и растрескивания, обеспечить их высокую физическую надежность и тем самым заложить основы создания высоконадежных элементов.

Рассмотрим некоторые практические рекомендации, обеспечивающие повышение надежности элементов конструкции.

Во-первых, изделие должно обладать производственной и эксплуатационной технологичностью.

Производственная технологичность означает такое сочетание форм, размеров и допусков деталей, узлов и агрегатов, и принятых материалов, которые при заданных масштабах производства обеспечивают изготовление изделия с минимальной затратой времени.

Эксплуатационная технологичность должна обеспечивать удобство разборки изделия на узлы и детали и возможность их ремонта отдельно от изделия; удобный монтаж и демонтаж для ремонта или замены отдельных узлов без снятия изделия с летательного аппарата, свободный доступ к узлам и агрегатам, требующим периодических осмотров, проверки и подрегулировки; простую и удобную заправку рабочих жидкостей и смазочных средств, а также контроль их количества.

Во вторых, должен быть проведён анализ технологичности конструкции и выбран наиболее рациональный ее варианта, с учётом надежности всех элементов конструкции.

Кроме того, одновременно должны быть сформулированы специфические требования обеспечения их высокой технологичности и надежности (например, трудозатраты и время на подготовку самолета к полету, вероятность безотказной работы систем за один полет и т.п.), выбраны рациональные способы изготовления и упрочнения отдельных деталей и узлов, подверженных большим нагрузкам, и разработаны методы испытаний на надежность их и изделия в целом.