Способ задержки роста усталостных трещин в конструкциях Советский патент 1985 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при ремонте и усталостных испытаниях авиационной техники.

Цель изобретения - повышение усталостной долговечности конструкции путем уменьшения амплитуды напряжений растяжения в зоне их максимальной концентрации у вершины трещины от действия циклических, растягиваюш,их и раскрывающих трещину внешних нагрузок.

На фиг. 1-5 представлено поэтапное выполнение способа задержки роста трещин: на фиг. 1 - участок ;1истовой детали, поврежденной усталостной трещиной; на фиг. 2 - в вершине трещины выполнено отверстие; на фиг. 3 И 4 - в отверстие в вершине трешины установлены две полувтулки плоскостью раздела вдоль трещины; на фиг. 5 - полувтулки расклинены стержнем крепежного элемента (на резьбовую часть стержня навинчена гайка, под гайку установлена шайба).

Величина радиального натяга - радиальной раздачи отверстия от расклинивания в нем двух полувтулок - зависит от конкретных условий применения предлагаемого способа задержки роста трещин и. может изменяться в широких пределах, бднако малые величины (меньще 5% номинального диаметра) радиального натяга недостаточно эффективны по повышению усталостной долговечности листовой детали с трещиной, а большие величины (больше 10% номинального диаметра) не дают уже существенного прироста долговечности из-за снятия материала детали под полувтулками. Поэтому целесообразно осуществлять радиальное ра-склинивание полувтулок, обеспечивающее радиальный натяг 5-10% номинального диаметра, в направлении действия

раскрывающих трещины напряжений растяжения от эксплуатационных нагрузок.

Предлагаемый способ задержки роста усталостных трещин реализован на плоских образцах из алюминиевого сплава В95 пч АТ1СВл5,0 с- центрально расположенной трещиной.

В вершине трещины выполняли отверстия диаметром 6 мм. В каждое полученное отверстие устанавливали две полувтулки из стали 16ХСН по ходовой посадке. Полувтулки ориентировали плоскостью их раздела вдоль трещины. Затем в отверстие, образуемое полувтулками, запрессовывали стержень крепежного элемента из стали ЗОХГСА до увеличения диаметра отверстия на 0,5-0,6 мм в направлении овализации отверстия. Полувтулки и крепежный элемент выполнены из более прочнбго и твердого материала, чем материал конструкции.

Образцы с «заторможенными трещинами испытывали при циклических одноосных .растягивающих нагрузках с б, 134/71 МПа.

Сравнительные усталостные испытания образцов показали, что эффективность разработанного способа задержки роста трещин больше в 18,4 раза, чем эффективность известного способа. Кроме того, предлагаемый способ позволяет использовать крепежные элементы для постановки с односторонним подходом.

Использование разработанного способа задержки роста усталостных трещин при выполнении ремонтных работ на планере самолета с усталостными трещинами позволит повысить его ресурс по сравнению с базовым объектом, и обеспечить, например, для парка из 50-ти самолетов типа АН-24 годовойэкономическийэффект

117900 руб./год.

%г.2

СПОСОБ ЗАДЕРЖКИ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В КОНСТРУКЦИЯХ, заключающийся в выполнении в вершинах трещин отверстий и устаСрзке в последние крепежных элементов с радиальным и осевым натягом, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной долговечности конструкции, перед установкой каждого крепежного элемента в отверстие устанавливают две полувтулки, ориентируют их плоскостью раздела в направлении трещины, а крепежный элемент устанавливают в отверстие, образованное полувтулками, с радиальным натягом 5-10% от номинального диаметра отверстия в вершине трещины под полувтулки. 05 сд сд 01 го