Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

А

РЕСПУБЛИК аа (11) 1 1 4 В 23 Р б/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1181844 (21) 3825282/25-27 (22) 19.12.84 (46) 23.0586. Бюл. У 19 (71) Физико-механический инстнтуг им. Г. В. Карпенко АН УССР (72) Г. Н. Никифорчин, О. Н. Романив, Л. Ю. Козак и А. 3. Студент (53) 621.6.004.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1181844, кл. В 23 P 6/04, 11.07.84. (54) (57) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА УСТА—

ЛОСТНЫХ ТРЕПЛИН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ по авт. св. И 1181844, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью повышения эффективности торможения, из обеих вершин трещины со стороны листа, противоположной каждой основной канавке, выполняют дополнительные канавки, по форме, размерам и протяженности соотвегсгвующне основным.

Я-4

ВНИИПИ Заказ 2730/16 Тираж 1001 Подписное

Произв.— полит. пред — е, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Ф 1

Изобретение относится к ремонтным раоотам, в часгности к восстановлению работоспособности изделий, в когорых возникли трещины, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сгроительства, транспорта и т:п.

Целью изобретения является повышение эффективности торможения.

На фиг, 1 представлена схема реализации .способа; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1, От каждой вершины трещины 1, возникшей в результате приложения к листу 2 растягивающих напряжений, с каждой иэ двух сторон

3 и 4 листа 2 выполняют по две канавки 5и 6 в форме дуги 90 с центром 7 на уровне вершины трещины, сопряженные с одной из вершин трещины и симметричные относительно исходного направления 8 развития трещины 1. Концы канавок соединяют сквозными отверстиями 9 и 10 таким образом, чтобы оси 11 и 12 отверстий 9 и 10 проходили через канавки, относящиеся к одной вершине трещины и находящиеся по разные стороны от исходного направления 8 развития трещины.

Создание двух одинаковых канавок, размещенных симметрично относительно плоскости трещины, принуждает трещину разветвиться надве, при этом происходит ослабление напряженного состояния в вершине каждой иэ ветвей трещины в связи с раэгружающим действием одной ветви на другую, что приводит к торможению .трещины. После достижения ветвями трещины отверстий фронт трещины при. нимает сложную Х-образную форму, что сказывается в дополнительном ослаблении напряженного состояния в материале но фронту трещины.

Поскольку коррозионная среда способствует разветвлению трещины, а также приводит к ускорению развития трещины при циклической и к появлению склонности материала к зарождению и развитию трещины при длительной статистической нагрузках, использование предложенного способа предпочтительно при воздействии коррозионных сред.

Пример. Способ проверен на компактнъгх образцах с боковым надрезом (ширина образцов 100 мм, высота 90 мм, толщина

232452 2

10 мм) иэ стали ЗОХГСНА, нагружаемых в

3%-ном водном растворе NaCI внецентренным растяжением величиной 12000 кн. Испытания проводят на базе 200 ч. на двух партиях образцов. На образцах иэ первой партии после выращивания от надреза трещины длиной

30 мм с двух сторон образца, но в противоположные стороны от направления развития трещины, прорезаются канавки по дуге 90

10 радиусом 5 мм с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника высотой

2 мм, засверливают с конце канавки отверстия диаметром 3 мм под углом 45 к плоскости развития трещины. На образцах иэ второй партии дополнительно симметрично относительно направления развития трещины выполняют с двух сторон образца по аналогичной канавке, вершины которых соединяют аналогичным отверстием.

2О Испытания показывают, что в образцах иэ первой партии происходит быстрое развитие по дну канавки с последующим зарождением и развитием трещины от отверстия. На образцах иэ второй партии происходит разветвле25 ние трещины, она развивается с низкой скоростью, при этом происходит либо полное торможение ее роста еще до достижения отверстий, либо рост до отверстий без дальнейшего развития от отверстия, что указывает на высокую эффективность предложенного способа торможения роста коррозиоиных трещин. °

Использование предлагаемого способа, кроме ослабления напряженного состояния в вершине трепгины за счет ее неблагоприятной ориента- ции по отношению к напряжениям, вызвавшим, .появление в листе трещины, позволяет дополнительно понизить напряжения в вершинах трещин за счет принудительного разветвления и, соответственно, добиться их более быстрой остановки при данном уровне нагрузки.

Кроме того, расширяется диапазон эффективности применения способа в сторону более высоких уровней нагрузок, что позволяет добить45 ся остановки трещины и на более поздних . этапах ее развития, когда другие способы не позволяют законсервировать развитие трещины.