Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале Советский патент 1986 года по МПК B23P6/04 

Изобретение относится к ремонтным раШ- там, в часгаости к восстановлению работоспособности изделий, в которых возникли трещины, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, строительства, транспорта и т.п.

Целью изобретения является повышение эф- фективиости торможения.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

От каждой вершины трещины Г, возникшей в результате приложения к листу 2 растягива- юидах напряжений, с каждой из двух сторон 3 и 4 листа 2 выполняют по две канавки 5 - и 6 в форме дуги 90° с центром 7 на уровне вершины трещины, сопряженные с одной из вершин трецданы 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 гфоходили через канавки, относящиеся к одной вершине трещины и находящиеся по разные стороны от исходного направления 8 развития трещины.

Создание двух одинаковых канавок, разме- щешяых симметрично относительно плоскости трещины, принуждает трещину разветвиться на- две, при зтом происходит ослабление напряженного состояния в вершине каждой из ветвей трещины в связи с разгружающим действием одной ветви на другую, что пртводит к торможению трещины. После достижения ветвями трещины отверстий фронт трещины принимает СЛОЖН5ТО Х-образную форму, что сказывается в дополнительном ослаблении напряженного состояния в материале по фронту трещины.

Поскольку коррозионная среда способствует разветвлению трещины, а также приводит к ускорению развирш трещины при циклической И к появлению склонности материала к зарождению и развитию трецщны при длительной статистической нагрузках, использование предложенного способа предпочтительно при воздей- (ггаии коррозионных сред.

Пример. Способ проверен на компактных образцах с боковым надрезом (ши1дана образцов 100 мм, высота 90 мм, толщина

10 мм) из 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 из первой партии после выращивания от надреза трещины длиной 30 мм с двух сторон образца, но в противоположные стороны от направления развития трещи1Ш1, прорезаются канавки по дуге 90

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 из второй партии дополнительно симметрично относительно направления развития трещины выполняют с двух сторон образца по аналогичной канавке, вершины которых соединяют аналогичным отверстием.

Испытания показывают, что в образцах из первой партии происходит быстрое развитие по дну канавки с последующим зарождением и развитием трещины от отверстия. На образцах из второй партии происходит разветвление трещины, она развивается с низкой скоростью, при этом происходат 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 коррозионных трещин.

Использование предлагаемого способа, кроме ослабления напряженного состояния в верпш- ие трещины за счет ее неблагоприятной ориента1ИИ по отношению к напряжениям, вызвавшим . .появление в листе трещины, позволяет дополнительно понизить напряжения в вершинах трещин за йчет принудительного разветвления и, соответственно, добиться их более Острой остановки при данном уровне нагрузки.

Кроме того, распшряется даапазон эффективности применения способа в сторону более высоких уровн ей нагрузок, что позволяет добиться остановки трещины и на более поздних , этапах ее развития, когда другие cnocofei не позволяют законсервировать развитие трещины.

Фиг.

ВНИИПИ Заказ 2730/16 Тираж 1001 Подписное Произв.-полиг. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4