Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале Советский патент 1988 года по МПК B23P6/04 

. 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 наружной поверхности листового материала, путем изменения направления роста трещины и обеспечения, контактного взаимодействия ее берегов.

ответствовало 5 мм, той же глубиной, что и глубина дугообразной канавки 5 и 6, симметрично относительно линии 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, прово

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 аспро- странения, позволяет остановить ее рост. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ю (Л &9 а эо

На фиг. 1 представлены синусоидаль- g дили наклеп поверхности с обеих сто- ные канавки, совмещенные с дугообраз- рон листового материала 1 в пределах ной канавкой при вершинах усталостной дугообразных. 5 и 6 и синусоидальных трещины, общий вид, на фиг. 2 - се- 7 и В канавок выполняли два отверстия

чение 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 полувтулок перед их запрессовкой).

П р и м е р. В листовом материале

1с усталостной наклонной трещиной 2 осуществляли взаимные динамические перемещения берегов усталостной тре- щиМы 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 0,1 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

2на 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 сто.роны 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 со

11 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 дуго- образных канавок Зяб, 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

15и 16 у окончания 9 и 10 каждой синусоидальной канавки 7 и 8 под углом 45 к поверхности листового материала 1 и ориентировали оси 17 и 18 отверстий 15 и 16 в направлении окончаний 9 и 10 противоположных синусоидальных канавок 7 и 8, устанавливали в каждое отверстие 11, 12, 15 и

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

Использование предлагаемо1 о способа позволяет изменить баланс затрат. энергии, подводимой в зону усталост- ной трещины при циклическом нагру- жении,и перевести основную ее часть на: преодоление сил контактного взаимодействия берегов усталостной трещины, переориентацию направления ее роста, увеличение длины фронта трещины, а также осуществить ветвление трещины при подходе к отверстиям у окончания синусоидальных канавок. В результате происходит существенное снижение скорости роста трещины и даже временная остановка трещины в моменты интенсивного контактного взаимодействия берегов усталостной трещины, что позволяет увеличить дли

3 13681

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

Формула изобретения

АА

5

0

5

0

52

сечением плоскостей канавок в пространстве, перед этими канавками выполняют дополнительные синусоидальные 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 запрес- совьшают в каждое отверстие по две полувтулки навстречу друг другу.

J