Способ торможения роста усталостных трещин Советский патент 1990 года по МПК B23P6/04 

Изобретение относится к ремонтным работам, в частности к восстановлению работоспособности листовых материалов с усталостными разветвленными трещинами. Цель изобретения - увеличение эффективности торможения наклонных разветвленных трещин путем создания максимальных напряжений сжатия. По способу торможения роста усталостных трещин в плоских деталях выполняют отверстия в зоне вершин трещин и канавки по разные стороны от плоскости трещины и соединяют в замкнутую кривую, охватывающую вершины ответвлений трещины. Запрессовывают в канавки подогретую проволоку, площадь сечения которой к площади сечения канавки относится соответственно S_пр./S_ка00н_.=1-1,2. Канавки выполняют с осями симметрии, перпендикулярными плоскости развития трещины, при этом ветви замкнутой кривой, расположенные по разные стороны плоскости трещины, выполняют по разные стороны детали. 4 ил.

Изобретение относится к ремонтным работам, в частности к восстановлению работоспособности листовых материалов с усталостными трещинами.

Цель изобретения - увеличение эффективности торможения наклонных разветвленных трещин путем создания максимальных напряжений сжатия, препятствующих раскрытию трещины.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. в случае наклонной трещины; на фиг.З - то же, в случае перпендикулярной трещины; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1.

Способ торможения роста, усталостных трещин 1 с боковыми ответвлениями 2 в плоских деталях 3 включает выполнение от- верстий 4 в зоне вершин трещины 1 и канавок 5. пересекающих указанные отверстия и выполненных по разные стороны от плоскости основной трещины 1. из которых каждая сопряжена с основной вершиной трещины и противоположна по направлению. На обеих сторонах детали выполняют дополнительные канавки 6. сопряженные с основными и образующие две ветви, лежащие по разные стороны от основной трещи- ны 1 и соединенные , между собой посредством сквозного отверстия 7. образуя с основными канавками замкнутую кри-. вую. охватывающую ломаную линию, последовательно соединяющую центры в радиусе 8 основных канавок и вершины 9 ответвлений трещины с последующей запрессовкой в отве)эстия. и дополнительные канавки подогретой проволоки 10, при этом площадь сечения проволоки находится в

&

Os СО

ho ю

СдЗ

hO

следующем отношении с площадью регулярного сечения канавки

| 1-1.2 , окан

где Snp - площадь сечения проволоки;

5кан площадь сечения канавки. Дополнительные канавки 6 выполняют так, чтобы оси их симметрии были расположены перпендикулярно плоскости развития трещины.

Именно размещение дополнительных канавок по разные стороны детали и ориентирование их осей симметрии так, чтобы они были перпендикулярны плоскости развития трещины, а также выполнение соот- ношений размеров и площадей сечения канавок и проволоки обеспечивают согласно способу эффективность торможения разветвленной наклонной трещины и тем самым достижение цели изобретения.

Пример. Выполнение способа заключается в выборе образца для испытаний в виде листового материала из стали 20 размером 100 X 100 X 10. В нем был выполнен пропил, имитирующий основную наклонную трещину, под углом 40° к вертикали и боковые пропилы, моделирующие боковые ответвления основной трещины. Канавки и отверстия выполнены, как показано на фиг.1 и 2. В дополнительные канавки, оси которых перпендикулярны плоскости развития трещины, запрессовывается стальная проволока диаметром 0 3 мм, предварительно нагревая до 350°С газовой горелкой.

Лабораторные испытания показали, что в образцах после воздействия медленно изФиг.1

меняющихся нагрузок в виде растйгиваю- щих сил в диапазоне 400-1000 кН в течение 250 ч не наблюдалось существенного развития основной трещины и ее ответвлений.

Лабораторные испытания образцов с основной трещиной, близкой к вертикали (фиг.З), показали увеличение ресурса работы детали с трещиной в 1,2-1,3 раза по срав- нению с прототипом за счет полезного крутящего момента Мкр, способствующего более надежному смыканию кромок усталостной трещины.

Как показали лабораторные испытания образцов с разной величиной пропила и наклона основной трещины.запрессовка проволоки в горячем состоянии в дополнительные канавки, оси которых выполнены перпендикулярно плоскости развития трещины, позволяет надежно удержать проволоку после запрессовки в канавках при изменяющихся нагрузках в диапазоне величин 1000-1800. кН.

Способ торможения роста усталостных трещин имеет практическое применение в области ремонта листовых деталей с усталостными трещинами на ремонтных предприятиях.

Формула изобретения

Способ торможения роста усталостных трещин по asT. св. Мз 1532265, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности торможения наклонных разветвленных трещин путем создания максимальных напряжений сжатия, канавки выполняют с осями симметрии, перпендикулярными плоскости развития основной трещины.

шг IX

10

Фиг.

5-6

(Риг.