Safe-Life-Design

Im Safe-Life-Design, Produkte sollen in einem bestimmten Betrieb aus dem Service entfernt werden Designleben.

Safe-Life ist besonders relevant für einfache Metallflugzeuge, wo Zelle Komponenten werden über die Lebensdauer des Flugzeugs abwechselnd belastet, was sie anfällig macht Metallmüdung. In bestimmten Bereichen wie in Flügel- oder Schwanzkomponenten wäre ein struktureller Versagen im Flug katastrophal.

Die Safe-Life-Design-Technik wird in kritischen Systemen eingesetzt, die entweder sehr schwer zu reparieren sind oder deren Versagen Leben und Eigentum zu schweren Schäden verursachen kann. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie jahrelang ohne Reparaturen arbeiten.

Der Nachteil der Safe-Life-Design-Philosophie besteht darin, dass schwerwiegende Annahmen in Bezug auf die Wechsellasten, die dem Flugzeug auferlegt werden, getroffen werden müssen. Wenn sich diese Annahmen also als ungenau erweisen, können Risse vor der Entfernung der Komponente beginnen, die aus dem Service entfernt werden. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, Alternative Designphilosophien wie Fail-Safe-Design und Fehlertolerantes Design wurden entwickelt.

Die Automobilindustrie

Ein Weg, wie der Sicherheitsansatz die Planung und Vorstellung der Zähigkeit der Mechanismen in der Automobilindustrie ist. Wenn sich die sich wiederholende Belastung für mechanische Strukturen mit dem Aufkommen der Dampfmaschine Mitte des 19. Jahrhunderts verstärkte, wurde dieser Ansatz festgelegt (OJA 2013). Laut Michael Oja verstehen „Ingenieure und Akademiker den Effekt, dass zyklischer Stress (oder Belastung) auf die Lebensdauer einer Komponente hat. Es wurde eine Kurve entwickelt, die die Größe der zyklischen Spannung (en) auf den Logarithmus der Anzahl der Zyklen bis zum Versagen (n) in Verbindung bringt “(OJA 2013). Das S-N-Kurve Weil die grundlegende Beziehung in sicheren Lebensdesigns liegt. Die Kurve hängt von vielen Bedingungen ab, einschließlich des Verhältnisses der maximalen Belastung zu minimaler Belastung (R-Raten), der Art des inspizierten Materials und der Regelmäßigkeit, bei der die zyklischen Spannungen (oder Stämme) angewendet werden. Heutzutage ist die Kurve nach wie vor durch experimentelles Testen von Laborproben in vielen verschiedenen kontinuierlichen zyklischen Belastungsniveaus und der Erkennung der Anzahl der Zyklen bis zum Versagen (OJA 2013). Michael Oja gibt an, dass „nicht überraschend, wenn die Last abnimmt, die Lebensdauer des Probens zunimmt“ (OJA 2013). Die praktische Grenze der experimentellen Herausforderungen war auf Frequenzgrenzen von hydraulisch betriebenen Testmaschinen zurückzuführen. Die Last, bei der diese Lebensdauer von hoher Zyklus geschieht, wurde als Ermüdungsumsatz des Materials anerkannt (OJA 2013).

Hubschrauberstruktur

Die Safe-Life-Designphilosophie wird auf alle Hubschrauberstrukturen angewendet.[1] In der gegenwärtigen Generation von Hubschrauber von Armee wie dem UH-60 Black Hawk machen Verbundwerkstoffe so groß wie 17 Prozent des Flugzeugzellen- und Rotorgewichts (Reddick). Harold Reddick erklärt: „Mit dem Aufkommen von F & E-Projekten für die F & E-Projekte des Advanced Composite Airframe Program (ACAP) und Fertigungsmethoden und Technologien (MM & T) wie UH-60 kostengünstiges Verbundblattprogramm, IT, mit dem Aufkommen von großen Hubschrauber-Verbundstrukturen und Fertigungsmethoden und Technologien (MM & T) wird geschätzt, dass innerhalb weniger Jahre Verbundwerkstoffe auf bis zu 80% des Flugzeugzellen- und Rotorgewichts eines Hubschraubers in einem Produktionsprogramm angewendet werden können. “(Reddick). Neben dieser Anwendung ist es die wesentliche Verpflichtung, dass fundierte, definitive Designkriterien industrialisiert werden, damit die Verbundstrukturen ein hohes Ermüdungsleben für die Wirtschaftlichkeit des Eigentums und eine gute Schadensverträglichkeit für die Flugsicherheit besitzen. Safe-Life- und Schaden-tolerante Kriterien sind für alle kritischen Komponenten des Hubschrauberflugs (Reddick) praktisch.

Zitate

  1. ^ Reddick, Harold. "Safe-Life- und Schaden-tolerante Designansätze für Hubschrauberstrukturen" (PDF). NASA. Abgerufen 11. Juni, 2019.

Verweise

Oja, Michael (2013-03-18). "Strukturdesign -Konzepte: Überblick über sichere Leben und Schadenstoleranz". Vextec.com | Reduzierung der Lebenszykluskosten vom Design zum Felddienst. Abgerufen 2019-06-11.

"Müdigkeit (Material)", Wikipedia, 2019-06-04, abgerufen 2019-06-11

Reddick, Harold. "Safe-Life- und Schaden-tolerante Designansätze für Hubschrauberstrukturen" (PDF). NASA. Abgerufen am 11. Juni 2019.

Siehe auch