Zbliżanie teorii do realiów eksploatacyjnych
Ze względu na swoje ponadprzeciętne właściwości mechaniczne i niską masę właściwą stopy aluminium mają przewagę nad innymi materiałami konstrukcyjnymi do statków powietrznych. Struktury najnowocześniejszych statków powietrznych zawierają wagowo około 80% aluminium. Ze względu na swoją odporność na propagację pęknięć najchętniej stosowanym materiałem w miejscach podatnych na uszkodzenia jest cechujący się dużą wytrzymałością stop aluminium 2024. Z kolei stopy aluminium o średniej wytrzymałości są używane w tych miejscach, w których istotne jest zwiększenie wytrzymałości bez stosowania nadmiernej ilości materiału. Największy potencjał w zastosowaniach komercyjnych oferują stopy aluminium, na przykład wysokiej czystości stopy aluminiowo-cynkowo-magnezowe (Al-Zn-Mg). Podstawowym celem projektu IDA było upewnienie się, czy zweryfikowane doświadczeniem teoretyczne właściwości stopu aluminium 2024 można przenieść na inne stopy. Uczestnicy projektu z Instytutu Konstrukcji i Nowoczesnych Materiałów w Grecji zaproponowali nowy model do prognozowania szybkości, z jaką powiększają się pęknięcia zmęczeniowe. Wzięli pod uwagę, że szybkość powiększania się pęknięć zależy nie tylko od wielkości naprężenia, ale też od morfologii pęknięcia. Ponadto przyjęli założenie, że powiększanie się pęknięć odpowiada powiększaniu się strefy odkształcenia plastycznego. Dla oceny trwałości eksploatacyjnej części konstrukcyjnych statków powietrznych zlokalizowane odkształcenia plastyczne przypisano naprężeniom własnym w materiale, które występują za pęknięciem powstałym po przeciążeniach. Wielkość naprężenia obliczano numerycznie metodą elementów skończonych. Ponieważ materiały zachowują się inaczej, gdy są poddawane obciążeniom cyklicznym, a inaczej, gdy działają na nie obciążenia stałe, ich właściwości mechaniczne rozpoznawano w testach, w których obciążenie było stopniowo zwiększane, a następnie tak samo zmniejszane. Prawidłowość zaproponowanego modelu zweryfikowano na podstawie próbek stopów aluminium, a uzyskane wyniki analiz cechowały się dobrą zgodnością z rzeczywistymi danymi testowymi z badań nad zmęczeniem materiałów. Ponadto może on dostarczać informacji o rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych w warunkach eksploatacyjnych, które są trudne do odtworzenia w laboratorium ze względu na złożoność spektrum obciążeń.
