Способ ремонта обшивки с трещиной Советский патент 1992 года по МПК B23P6/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проведении ремонта обшивок, поврежденных усталостными трещинами.

Известен способ ремонта обшивки с трещинами либо вырезами посредством установки на поврежденное место усилительных накладок (см. например, Ремонт летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1984, с.274,4. Известный способ предполагает усиление обшивки при помощи накладок и крепление последних при помощи крепежных элементов. Техническая эффективность известного способа зависит от свойств материала накладок в поврежденном месте, однако полезных технологических напряжений по месту трещины известный способ не создает.

Известен способ задержки роста усталостных трещин посредством установки в вершины трещины крепежных элементов с радиальным натягом и повышенной осевой затяжкой (см., например, авт.св. № 725862, кл. В 23 Р 7/04, 1980). Повышая циклическую прочность обшивки торможением трещины крепежным элементом, известный способ практически не восстанавливает статическую прочность поврежденной обшивки

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ задержки роста усталостных трещин (см.авт св. № 1191247, кл. В 23 Р 6/04, 1985) Известный способ предполагает установку крепежных элементов с радиальным натягом и осевой затяжкой в вершинах вдоль и вокруг усталостной трещины, что приводит к уменьшению интенсивности напряжений вокруг усталостной трещины. Однако известный способ не восстанавливает статическую прочность обшивки по месту распространения трещины, практически не изменяет величину раскрытия трещины, что уменьшает эффективность применяемого натяга при установке крепежных элементов.

Цель изобретения - повышение качества ремонта путем увеличения статической и усталостной прочности обшивки с трещи(Л

С

vi со

ел о о

ной. Для достижения цели способ ремонта обшивки с трещиной заключается в помещении на обшивку ремонтной накладки, пе- рекрывающей трещину, креплении накладки к обшивке по контуру через выполненные в них отверстия крепежными элементами, причем накладку изготавливают из материала более прочного и толщиной более тонкой, чем обшивка, перед креплением накладки вдоль фронта трещины в обшивке выполняют отверстия с зенковкой со стороны ремонтной накладки, после закрепления накладки по контуру производят установку в упомянутые отверстия крепежных элементов в виде болтов с потайной головкой, расположенной со стороны ремонтной накладки, а в вершинах трещины на всю толщину пакета выполняют отверстия и устанавливают в них с радиальным натягом и осевой затяжкой крепежные элементы.

На фиг.1 показан характер повреждения обшивки усталостной трещиной; на фиг.2-6 - этапы техпроцесса ремонта обшивки с трещиной; на фиг.7 - параметры напряженного состояния в обшивке с трещиной; на фиг.8 - вариант ремонта обшивки пои двустороннем подходе к трещине.

Разработанный способ ремонта обшивки 1 с усталостной трещиной 2 заключается в выполнении следующих технологических операций. Выполняют в вершинах трещины отверстия 3, а вдоль фронта трещины несколько отверстий 4 с конической зенковкой (фиг.2, 3).

Раздельно изготовляют накладки 5 из материала более прочного и толщиной более тонкой, чем обшивка и закрепляют накладки на поврежденном месте с перекрытием трещины посредством крепежных элементов 6, например заклепок.

Выполняют в накладке 5 по отверстиям вдоль фронта трещины в обшивке отверстия 7 и устанавливают в них крепежные элементы, например болты с потайной головкой 8, причем потайную головку устанавливают со стороны накладки и зенковок в обшивке и производят осевую затяжку болтов при помощи шайб 9 и гаек 10. После установки и осевой затяжки болтов с потайной головкой происходит утяжка накладки в зенковку отверстий в обшивке. Утяжка накладки производит загрузку крепежных элементов по контуру накладки, а через них производятся стягивание обшивки вокруг трещины со всех ее сторон.

Таким образом, разработанный способ по сравнению с прототипом позволяет ограничить раскрытие трещины при эксплуатационном нагружении обшивки. Кроме того.

способ позволяет создать вокруг трещины область полезных напряжений сжатия оье, которые уменьшают величину эксплуатационных напряжений растяжения на трещину.

Оба указанных положительных свойства способа позволяют обеспечить технический эффектно критерию усталостной прочности обшивки, а наличие накладки позволяет повысить статическую прочность обшивки не

только за счет прочности накладки, но и за счет уменьшения раскрытия трещины. Необходимо отметить, что при наличии двустороннего подхода к усталостной трещине возможна установка на поврежденное место обшивки двусторонних накладок, что еще более способствует повышению технического эффекта разработанного способа (фиг.8). Для этого варианта ремонта осевую затяжку болтов с потайными головками необходимо производить при помощи конических шайб 11. Форма накладки не играет существенной роли в достижении технического эффекта способа, важно лишь, чтобы закрепление накладки по контуру произошло и через отверстия в вершинах трещины. Ширину и длину накладки целесообразно взять больше длины трещины на 4 диаметра крепежных элементов по контуру накладки. Создание области напряжений сжатия вокруг трещины приводит к появлению декон- центрирующего эффекта для трещины, что также способствует повышению технического эффекта способа по критерию усталостной прочности.

Таким образом, разработанный способ

ремонта по сравнению с базовыми способами и прототипом позволяет получить в области повреждения обшивки трещиной полезные напряжения сжатия, которые существенно увеличивают остаточную статическую и усталостную прочность обшивки после ремонта. Разработанный способ позволит тем самым повысить качество ремонта,

Формула изобретения

Способ ремонта обшивки с трещиной, по которому на обшивку помещают ремонтную накладку, перекрывающую трещину, образуя пакет, накладку крепят к обшивке

по контуру через выполненные в них отверстия крепежными элементами, а предварительно в вершинах трещины на всю толщину пакета выполняют отверстия и устанавливают в них с радиальным натягом и осевой

затяжкой крепежные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества ремонта путем увеличения статической и усталостной прочности обшивки, дополнительно вдоль фронта трещины в пакете выполняют отверстия, при этом отверстия по концам и вдоль фронта трещины в обшивке со стороны ремонтной накладки выполняют с зенковкой, устанавливаемые в эти отверстия крепежные элементы выполняют в виде болтов с потайной головкой, расположенной со стороны ремонтной накладки, которую изготавливают из материала более прочного и толщиной более тонкой, чем обшивка.

Использование: самолетостроение, ремонт поврежденной усталостной трещиной панели. Сущность изобретения: на обшивку установлена накладка, которая по контуру крепится к ней. В вершинах и вдоль фронта трещины на всю толщину пакета выполняются отверстия, причем в обшивке со стороны накладки с зенковкой. В отверстия устанавливают болты с потайной головкой и производится их затяжка. 8 ил.

Фиг. /

Фиг. 2

Фиг. 4

Фиг 6

Л-Л

ЮН iFS

ВИН л и и ии Не

Фиг 5

Фиг.Г

11