Способ ремонта изделия с трещиной Советский патент 1991 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к области восстановления изделий и конструкций с трещинами.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, обеспечивающих эффективный ремонт композитного изделия с трещиной, расположенной в районе линии контакта материалов.

На фиг.1 представлена схема реализации способа при расположении трещины по линии стыка материалов; на фиг.2 - то же, при расположении трещины в одном из материалов, в непосредственной близости от линии стыка ; на фиг.З -то же , при краевой трещине малых размеров , когда выполнение отверстия нерационально или трудноисполнимо.

Способ осуществляется следующим образом.

При обнаружении дефекта типа трещин 1 в районе линии стыка материалов 2 в композитном изделии определяют его размеры и расположение. После этого с учетом механических характеристик материалов определяют величину и направление смещения центра выполняемого отверстия от линии стыка. Смещение возможно как в сторону мягкого, так и в сторону более твердого материала, поэтому есть возможность выбрать направление смещения с учетом других факторов (недоступность технологические трудности и др.). Однако первый диапазон смещений более широк поэтому с технологической точки зрения предпочтительнее

О

ю ел о

4 О

смещение центра в сторону более мягкого по упругим характеристикам материала. После выбора направления и величины смещения выполняют отверстие 3. захватывающее вершину трещины, в результате уничтожается источник концентрации напряжений, вызванный вершиной трещины, и в локальной области краевой точки линии контакта материалов реализуется бесконцентраторная геометрия стыка мате- риалов

В случае, когда ремонт композитного изделия производится в условиях ограниченного времени или когда не известны механические свойства стыкуемых матери- алов, можно с высокой степенью надежности производить засверловку отверстий с учетом следующих упрощенных условий.

Смещение в сторону более мягкого материала 0 h 0,28d, смещение в сто- рону более твердого материала 0,35d h 0,41d или h 0.5d.

Данные условия гарантируют качественное торможение трещин в композитном изделии материалы которого могут иметь отличия по модутям упругости в диапазоне 1 //i//fli 20 В технике редко встречаются соединения, где отношение /л///ц превышает 20 раз, поэтому приведенные упрощенные зависимости могут найти при- менение при окстренном ремонте композитных конструкций.

Пример. Необходимо остановить трещину в элементе конструкции, состоящем из двух изделий, разных по упругим свойствам материалов . Например,соот- имение модулей сдвига материалов Q /Л//(ц 5, коэффициенты Пуассона магери- элов одинаковы v MI 0,3 (коэффициенты Пуассона редко выходят из интервалов 0,2-0,4).

При обнаружении дефекта типа трещины 1 в зоне стыка материалов I и II определяют его размеры и расположение Пусть трещина расположена полинии стыка мате- риалов, как показано на фиг.1. После этого определяются возможные смещения h (в миллиметрах) центра засверливаемогр отверстия 3 с диаметром d от линии стыка материала. Выбор диаметра отверстия 3 диктуется размерами ремонтируемого участка и технологическими соотношениями. Для данного соединения был выбран диаметр отверстия d 10 мм. Тогда из указанных зависимостей можно получить следующие возможные диапазоны смещений h, в соответствии с которыми выполняются отверстия (при этом вершина трещины должна быть захвачена стверстием)

0° я 56 , 8°.0«h 2 , 7 (смещение от линии стыка материалов в сторону более мягкого по упругим свойствам материала) либо

33,2° а 29 , ,18 h 4 ,36 илиh 5 мм

(смещение от линии стыка материалоз в сто рону более твердого по упругим свойствам материала).

Выполнение отверстий с учетом вы ic ленных диапазонов гарантирует от возникновения концентратора напряжений, вызванного краевой точкой стыка материалов, и обеспечивает бесконцентратогным угол перехода в зоне стыка материален

Способ прост и быстр в исполнении См не требует специальных приспособлений , устройств. При реализации способа ремонтируемое изделие гичт не теряет жесткости и герметичности

Способ гарантирует отсутствие концентрации напряжений, вызванной наличием вершины трещины и краевой точки стыкл материалов, следовательно, достигается .максимально возможная прочность ремонтируемого изделия Применение способа возможно на композитных изделиях с широким диапазоном различия в ynpyrnv свойствах материалов.

Формула изобретения

Способ ремонта изделия с трещ1ной, включающий выполнение сквозного отверстия в области вершины трещины, отличающийся тем,что,с целью расширения технологических возможностей, обеспечивающих эффективный ремонт композитных изделий, центр выполняемого отверстия смещают на величину h d/2 cosa от линии стыка материалов в сторону более мягкого по упругим свойствам материала, где

О « arccos (Qv -vi)/(Q - 1) , или от линии стыка в сторону более твердого по упругим свойствам материала, где

л/2 - arccos (Qm - и )/( О - 1 ) a arctg To.Slg (Q }

или а 0 ,

где Q ;

/Л - модули сдвига соответственно твердого и мягкого по ynpvrnM характеристикам материала;

- коэффициенты Пуассона соответственно твердого и мягкою по упр гим характеристикам материала

Изобретение относится к области восстановления изделий и конструкций с трещинами Целью изобретения является расширение технологических возможностей, обеспечивающих эффективный ремонт композитного изделия с трещиной, расположенной в районе линии контакта материалов. С учетом механических характеристик материалов определяют величину и направление смещения центра выполняемого отверстия от линии стыка материалов. Смещение возможно в любую сторону от линии стыка. После выбора направления и величины смещения выполняется отверстие, захватывающее вершину трещины, в результате чего уничтожается концентратор напряжения в вершине трещины, а в локальной области краевой точки линии контакта материалов образуется бесконцентратор- ная геометрия стыка материалов Способ прост и быстр в исполнении, гарантирует отсутствие концентрации напряжений на ремонтируемом участке Применение способа возможно ча композитных изделиях с широким диапазоном различия в упругих свойствах материалов Приводятся формулы для вычисления величины смещения центра отверстия от линии стыка материалов, а также примерные значения смещения для экстренного ремонта 3 ил (Л С

Фг/г.7

ФШ.2

Фиг.З