Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале

 

Изобретение относится к восста- .новлению и р.емонту деталей с усталостными трещинами и может быть использовано при восстановлении работоспособности элементов самолетных конструкций . Целью изобретения является повышение эффективности торможения усталостной трещины, распространяющейся в плоскости, наклонной к наружной поверхности листового материала (ЛМ). Для этого в ЛМ 1 перед вершиной трещины 2 из каждой зоны окончания пересечения плоскостью трещины 2 плоскости поверхности ЛМ 1 выполняют дугообразные канавки 5 и 6, обеспечивая их пространственное пересечение , и синусоидальные канавки 7 и 8, которые соединяют с дугообразными канавками 5 и 6. Выполняют два отверстия у каждой вершины трещины и отверстия в зоне окончания синусоидальных канавок 7 и 8 под углом 45° к поверхности ЛМ 1, запрессовьшают в каждое отверстие по две полувтулки и осуществляют взаимное сближение берегов усталостной трещины. Такое выполнение канавок позволяет изменить баланс затрат энергии,действующей на трещину при циклическом нагружении, и перевести ее на преодоление сил контактного взаимодействия берегов трещины , осуществить ветвление трещины при подходе к отверстиям. Это существенно снижает скорость ее р аспространения, позволяет остановить ее рост. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ю (Л &9 а эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 6/ (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 В 6ФЗ Я

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4034918/40-27 (22) 07.03.86 (46) 23.01.88. Бюл. В 3 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) А.А. Шанявский (53) 621.6.004.6(088.8) (56) Ав)орское свидетельство СССР

У 1329940,кл. В 23 Р 6/00,15.08.85.

Авторское свидетельство СССР

N9 456003, кл. С 21 D 7/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 1181844, кл. В 23 P 6/04, 1984. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к восстановлению и ремонту деталей с усталостными трещинами и может быть использовано при восстановлении работоспособности элементов самолетных конструкций. Целью изобретения является повышение эффективности торможения усталостной трещины, распространяющейся в плоскости, наклонной к наружной поверхности листового материала (ЛМ), Для этого в ЛМ 1 перед вершиной трещины 2 из каждой зоны окончания пересечения плоскостью трещины

2 плоскости поверхности ЛМ 1 выполняют дугообразные канавки 5 и 6, обеспечивая их пространственное пересечение, и синусоидальные канавки 7 и

8, которые соединяют с дугообразными канавками 5 и 6. Выполняют два отверстия у каждой вершины трещины и отверстия в зоне окончания синусоидальных канавок 7 и 8 под углом 45 к поверхности ЛМ 1, запрессовывают в каждое отверстие по две полувтулки и осуществляют взаимное сближение берегов усталостной трещины. Такое выполнение канавок позволяет изменить баланс затрат энергии, действующей на трещину при циклическом нагружении, и перевести ее на преодоление сил контактного взаимодействия берегов трещины, осуществить ветвление трещины при подходе к отверстиям. Это существенно снижает скорость ее распространения, позволяет остановить ее рост. 2 з,п. ф-лы, 4 ил.

1 136

Изобретение относится к ремонту деталей с усталостными сквозными трещинами и может быть использовано при восстановлении работоспособности элементов самолетных конструкций.

Целью изобретения является повышение эффективности торможения усталостной трещины, распространяющейся в плоскости не перпендикулярно к на1 ружной поверхности листового материала, путем изменения направления роста трещины и обеспечения, контактного взаимодействия ее берегов.

На фиг. 1 представлены синусоидаль. ные канавки, совмещенные с дугообразной канавкой при вершинах усталостной трещины, общий вид, на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1, при вершине трещины после выполнения отверстий, на фиг. 3 — то же, при вершине трещины после установки полувтулок перед их запрессовкой, на фиг. 4 †. сечение

Б-Б на фиг. 1 (в зоне окончания синусоидальных канавок после сверления отверстий и установке в них полувту1 лок перед их запрессовкой).

Пример. В листовом материале с усталостной наклонной трещиной 2 осуществляли взаимные динамические перемещения берегов усталостной трещины 2 вблизи ее вершины 3 и 4, плавно уменьшали динамическую нагрузку до нуля. На обеих сторонах листового материала 1 выполняли дугообразные

:канавки 5 и 6 глубиной О, 1 толщины листа, что составило для использованной толщины листа 5 мм глубину;

0,5 мм, располагали центр дуги канавок 5 и 6 при вершинах 3 и 4 трещины

2 на перпендикуляре к линии пересечения плоскостью трещины поверхности листового материала 1. Из вершины 3 и 4 трещины 2 выполняли дугу каждой канавки 5 и 6 радиусом 5 мм, что для использованной толщины листа 5 мм привело к совпадению расположения центра дуги канавок 5 и 6 с одной стороны листового материала 1 с вершиной наклонной трещины с противоположной .стороны листового материала

1. Осуществляли пересечение в пространстве дуг канавок 5 и 6 у каждой вершины 3 и 4 трещины 2, выполненных на разных сторонах листового материала 1. Перед дугообразными канавками 5 и 6 выполняли дополнительные синусоидальные канавки 7 и 8 с амплитудой синусоиды, равной радиусу дугообразной канавки 5 и 6, что со8152 2 ответствовало 5 мм, той же глубиной, что и глубина дугообразной канавки 5 и 6, симметрично относительно линии

5 пересечения плоскостью трещины 2 поверхности листового материала 1, сопрягали между собой дугообразную 5 и 6 и синусоидальную 7 и 8 канавки на каждой стороне листового материала 1 у вершин 3 и 4 трещины 2.

Окончания 9 и 10 синусоидальных канавок 7 и 8 располагали симметрично друг другу в зоне их максимального удаления от линии симметрии, проводили наклеп поверхности с обеих сторон листового материала 1 в пределах дугообразных 5 и 6 и синусоидальных

7 и 8 канавок выполняли два отверстия

i1 и 12 у каждой вершины 3 и 4 усталостной трещины 2, меньшего радиуса, чем радиус дугообразной канавки 5 и

6. Располагали оси 13 и 14 отверстий

11 и 12 параллельно плоскости трещины 2, проходящей через центры дуго25 образных канавок 5 и 6, расположение которых совпало в рассматриваемом случае с расположением вершин 3 и 4 усталостной трещины 2 на противоположных сторонах листового материала

1. Затем выполняли сквозные отверстия

15 и 16 у окончания 9 и 10 каждой синусоидальной канавки 7 и 8 под углом а

45 к поверхности листового материала 1 и ориентировали оси 17 и 18 отверстий 15 и 16 в направлении оконЗ5 чаний 9 и 10 противоположных синусоидальных канавок 7 и 8, устанавливали в каждое отверстие 11, 12, 15 и

16 две полувтулки 19 и 20 и при их запрессовке осуществляли взаимное сближение берегов усталостной трещины 2.

Использование предлагаемого способа позволяет изменить баланс затрат, энергии, подводимой в зону усталостной трещины при циклическом нагружении,и перевести основную ее часть на: преодоление сил контактного взаимодействия берегов усталостной трещйны, переориентацию направления ее

БО роста, увеличение длины фронта трещины, а также осуществить ветвление трещины при подходе к отверстиям у окончания синусоидальных канавок.

В результате происходит существенное

55 снижение скорости роста трещины и даже временная остановка трещины в моменты интенсивного контактного взаимодействия берегов усталостной трещины, что позволяет увеличить дли52 сечением плоскостей канавок в про10

Формула изобретения

A-A с д я

U

Ю б

78

Фиг.3

Составитель Л. Назарова

Техред Л. Олийнык

Корректор М. Демчик

Редактор Г. Гербер

Заказ 152/14 Тираж 920

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13ЕВ1 тельность работы листового материала с усталостной трещиной по сравнению с известным в 3-5 раз в зависимости от интенсивности реализуемого контактного взаимодействия берегов усталостной трещины при переориентации ее плоскости в направлении распространения.

1. Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале, заключающийся в том, что на обеих сторонах листового материала выполняют дугообразные канавки, каждая из которых сопряжена с одной иэ вершин трещины и противоположна по направле20 нию канавке на другой стороне листа, о канавки выполняют на дуге 90, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности торможения усталостной трещины, распространяющейся в плоскости, наклонной к поверхности листового материала, путем изменения направления роста трещины и обеспечения контактного взаимодействия ее,берегов, дугообразные канавки на разных сторонах листа выполняют навстречу друг другу с перестранстве, перед этими канавками выполняют дополнительные сйнусоидальные канавки с амплитудой синусоиды, равной радиусу дугообразных канавок, и с глубиной, равной глубине дугообразных канавок, располагают их окон-. чания в зоне максимального удаления друг от друга, синусоидальные канавки сопрягают с дугообразными канавками, в каждой вершине трещины делают сквозные отверстия с осями, параллельными плоскости трещины, выполняют сквозные наклонные отверстия в окончаниях каждой синусоидальной канавки, ориентируя оси отверстий в направлении окончаний противоположных синусоидальных канавок и эапрессовывают в каждое отверстие по две полувтулки навстречу друг другу.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что до выполнения канавок осуществляют взаимные динамические перемещения берегов усталостной трещины вблизи ее вершины, 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что перед выполнением отверстий проводят наклеп поверхностей листового материала в пределах.дугообразных и синусоидальных канавок.