Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале

4 В 23 Р 6/ Й КОМИТЕТ СССРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ СУДАРСТВЕН О ДЕЛАМ ИЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ерши м, и ер- в Ф(56) Авторское свидетельство СССР Иф 1004063, кл, В 23 Р 6/04, 1983. (54)(57) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАПЕ путем образования отверстий в зоне вершин трещин, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения ресурса листового материала,на обеих сторонах листового материала выполняют канавки, из которых каж дая сопряжена с однои из вершин тре-; щины и противоположна по направлению канавке, сопряженной с той же вершиной на другой стороне листа, затем концы канавок, относящихся к одной в не, соединяют сквозным отверстие ри этом каждую канавку выполняоют на дуге 90 радиусом от О, 15 до 0,25 длины трещины, но не более половины толщины листа и глубиной 0,1-0,2 толщины листа, а центр дуги размещают на перпендикуляре к плоскости развития трещины из ее в шины.1181844 44 9 и, Р 1085 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Изобретение относится к ремонтным работам, в частности к восстановлению работоспособности изделий, в которых возникли усталостные трещины.Цель изобретения - повышение 5 ресурса листового материала путем торможения роста образовавшихся усталостных трещин.На фиг. 1 показана схема реализации способа, на фиг. 2 - разрез А-А 10 на фиг. 1.От каждой вершины усталостной трещины 1, возникшей в результате приложения. к листу 2 циклических растягивающих напряжений, с каждой 15 из двух сторон 3 и 4 листа 2, но в противоположные стороны от исходного направления 5 развития трещины 1 выполняют канавки 6 и 7 в Форме дугио90 с центром 8 на уровне вершины 20 трещины. Концы канавок 6 и 7 соединяют сквозными отверстиями 9 под углом к плоскости развития трещины таким образом, чтобы ось 10 отверстий 9 проходила через канавки, 25 относящиеся к одной вершине трещины.Создание канавок ослабляет нетто- сечение листа в зоне развития трещины, вследствие чего трещина выйдет иэ своей плоскости развития 5 и будетЗ 0 со все убывающей скоростью распространяться по канавке несмотря на неблагоприятную ориентацию по отношению к напряжениям, вызвавшим появление в листе усталостной трещины. После достижения вершиной трещины от 35 верстия 9 Фронт трещины примет Форму отверстия, В результате кроме понижения концентрации напряжений, вызванного эатуплением вершины трещины40 имеет место ослабление напряженного состояния в зоне, примыкающей к отверстию, из-за расположения Фронта трещины под углом к направлению растягивающих напряжений, а также45 увеличение длины Фронта трещины (длина Фронта исходной трещины равнялась ВНИИПИ Заказ 6039/14 Тираж толщине листа, а длина фронта затупленной трещины в .длине отверстия).Это приводит к дополнительному торможению роста усталостной трещины,о,Создание канавки в форме дуге 90с центром, находящимся на уровневершины трещины, обеспечивает плавное изменение направления развитиятрещины. Глубина канавки О, 1-0,2толщины листа является оптимальнойисходя из тех соображений, что глубина менее 0,1 толщины листа не обеспечивает развития трещины по принудительной траектории, а глубинаболее 0,2 толщины листа может привести к нежелательному повышениюскорости развития трещины по днуканавки, что отрицательно отразитсянаобщей долговечности листовогоматериала.Радиус канавки, равный 0,150,25 длины трещины, но не более половины толщины листа, выбран как оптимальный из следующих соображений.Чем больше радиус канавки, тем эффективнее торможение усталостной трещины, если исходить только из изменения направления развития трещины,поскольку для данной толщины листа сувеличением радиуса канавки увеличивается длина отверстия 9, что благоприятно сказывается на ослаблениинапряженного состояния в зоне, примыкающей к отверстию. Вместе с тем чрезмерное увеличение радиуса канавкипо сравнению с длиной трещины приводит в конечном итоге после прорастания трещины к существенному увеличению длины проекции трещины на исходное направление ее развития, что повышает напряженное состояние в зоне развития трещины. Если же радиус канавки превышает половину толщины листа, это приводит к необходимости создания отверстия под углом большео45 , что технологически трудно осуществимо.