Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале

(71) Государственвательский инститации 7 В 3ый научно-исследо т гражданской ави ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Ав)орское свидетельство СССР У 1329940,кл. В 23 Р 6/00,15.08.85,Авторское свидетельство СССР 9 456003, кл. С 21 П 7/02, 1974.Авторское свидетельство СССР Р 1181844, кл. В 23 Р 6/04, 1984. (54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к восстановлению и ремонту 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, запрессовывают в каждое отверстие по две полувтулки и осуществляют взаимное сближение берегов усталостной трещины. Такое выполнение канавок позволяет изменить ф баланс затрат энергии, действующей на трещину при циклическом нагружении, и перевести ее на преодоление сил кон- С тактного взаимодействия берегов трещины, осуществить ветвление трещины 3 при подходе к отверстиям. Это существенно снижает скорость ее распространения, позволяет остановить ее рост. 2 з,п. ф-лы, 4 ил.1 136Изобретение относится к ремонтудеталей с усталостными сквозными трещинами и может быть использовано привосстановлении работоспособности элементов самолетных конструкций,Целью изобретения является повышение эффективности торможения усталостной трещины, распространяющейсяв плоскости не перпендикулярно к на 1ружной поверхности листового материала, путем изменения направления роста трещины и обеспечения, контактного взаимодействия ее берегов,На фиг. 1 представлены синусоидальные канавки, совмещенные с дугообразной канавкой при вершинах усталостнойтрещины, общий вид, на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1, при вершине трещины после выполнения отверстий, нафиг. 3 - то же, при вершине трещиныпосле установки полувтулок перед ихзапрессовкой, на фиг, 4 в . сечениеБ-Б на фиг. 1 (в зоне окончания синусоидальных канавок после сверленияотверстий и установке в них полувтулок перед их запрессовкой).П р и м е р. В листовом материалес усталостной наклонной трещиной 2осуществляли взаимные динамическиеперемещения берегов усталостной трещины 2 вблизи ее вершины 3 и 4, плавно уменьшали динамическую нагрузкудо нуля. На обеих сторонах листовогоматериала 1 выполняли дугообразные:канавки 5 и 6 глубиной О, 1 толщинылиста, что составило для использованной толщины листа 5 мм глубину;0,5 мм, располагали центр дуги канавок 5 и 6 при вершинах 3 и 4 трещины2 на перпендикуляре к линии пересечения плоскостью трещины поверхностилистового материала 1. Из вершины 3и 4 трещины 2 выполняли дугу каждойканавки 5 и 6 радиусом 5 мм, что дляиспользованной толщины листа 5 ммпривело к совпадению расположенияцентра дуги канавок 5 и 6 с однойстороны листового материала 1 с вершиной наклонной трещины с противоположной .стороны листового материала1. Осуществляли пересечение в пространстве дуг канавок 5 и 6 у каждойвершины 3 и 4 трещины 2, выполненных на разных сторонах листового материала 1. Перед дугообразными канавками 5 и 6 выполняли дополнительныесинусоидальные канавки 7 и 8 с амплитудой синусоиды, равной радиусудугообразной канавки 5 и 6, что со 8152 2ответствовало 5 мм, той же глубиной,что и глубина дугообразной канавки 5и 6, симметрично относительно линии 5пересечения плоскостью трещины 2 поверхности листового материала 1, сопрягали между собой дугообразную 5и 6 и синусоидальную 7 и 8 канавкина каждой стороне листового материала 1 у вершин 3 и 4 трещины 2.Окончания 9 и 10 синусоидальных канавок 7 и 8 располагали симметричнодруг другу в зоне их максимальногоудаления от линии симметрии, проводили наклеп поверхности с обеих сторон листового материала 1 в пределахдугообразных 5 и 6 и синусоидальных7 и 8 канавок выполняли два отверстия11 и 12 у каждой вершины 3 и 4 усталостной трещины 2, меньшего радиуса,чем радиус дугообразной канавки 5 и6. Располагали оси 13 и 14 отверстий11 и 12 параллельно плоскости трещины 2, проходящей через центры дуго образных канавок 5 и 6, расположениекоторых совпало в рассматриваемомслучае с расположением вершин 3 и 4усталостной трещины 2 на противоположных сторонах листового материала1. Затем выполняли сквозные отверстия15 и 16 у окончания 9 и 10 каждой синусоидальной канавки 7 и 8 под углома45 к поверхности листового материала 1 и ориентировали оси 17 и 18отверстий 15 и 16 в направлении оконЗ 5 чаний 9 и 10 противоположных синусоидальных канавок 7 и 8, устанавливали в каждое отверстие 11, 12, 15 и16 две полувтулки 19 и 20 и при ихзапрессовке осуществляли взаимноесближение берегов усталостной трещины 2.Использование предлагаемого способа позволяет изменить баланс затрат,энергии, подводимой в зону усталостной трещины при циклическом нагружении,и перевести основную ее частьна: преодоление сил контактного взаимодействия берегов усталостной трещйны, переориентацию направления ее БО роста, увеличение длины фронта трещины, а также осуществить ветвлениетрещины при подходе к отверстиям уокончания синусоидальных канавок.В результате происходит существенное 55 снижение скорости роста трещины идаже временная остановка трещины вмоменты интенсивного контактного взаимодействия берегов усталостной трещины, что позволяет увеличить дли3 13681 тельность работы листового материала с усталостной трещиной по сравнению с известным в 3-5 раз в зависимости от интенсивности реализуемого контактного взаимодействия берегов усталостной трещины при переориентации ее плоскости в направлении распространения. 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 эапрессовывают в каждое отверстие по две полувтулки навстречу друг другу,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что до выполнения канавок осуществляют взаимные динамические перемещения берегов усталостной трещины вблизи ее вершины,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перед выполнением отверстий проводят наклеп поверхностей листового материала в пределах.дугообразных и синусоидальных канавок. 10 Формула изобретения 1. Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале, заключающийся в том, что на обеих сторонах листового материала выполняют дугообразные канавки, каждая из которых сопряжена с одной иэ вершин трещины и противоположна по направле 20 нию канавке на другой стороне листа,.о канавки выполняют на дуге 90 , о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эфФективности торможения усталостной трещины, распространяющейся в плоскости, наклонной к поверхности листового материала, путем изменения направления роста трещины и обеспечения контактного взаимодействия ее,берегов, дугообразные канавки на разных сторонах листа выполняют навстречу друг другу с перес д 4 75 77 О И Составитель Л. НазароваТехред Л,олийнык ектор М. Демч Редакт е Заказ 152/14 Подписн Тираж 920 нного комитета ний и открыт Ра ская наб ВНИИПИ Государстве ССС по делам изобрете ий113035, Москва, Ж, уш д. 4 прият роизводственно-полиграфическо Ужгород, ул, Проектн