Способ задержки роста усталостных трещин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСО ИСТИЧЕСКИХ ЦИАЛРЕСПУБЛИК (19) ьаг (и)(54 В 23 Р 6 04 ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ ПИ И МУ СВ ТОРСН со стянутыми крепежными элементамипоследовательно выполняют дополнительные отверстия, вставляют в отверстия .начиная с наиболее удаленныхот концов, трещины крепежные элеменс радиальным натягом и производятих осевую стяжку. ю -У2. Способ по п.1, о л и ч ащ и й с я темчто расстояния междцентрами соседнихтверстий не болеетих отверстий.3. Способ по пп. 1 и 2, о т лч а ю щ и й с я. тем, что диаметрполнительных отверстий Я,) и растояние Я) от центра дополнителго отверстия, ближайшего к концутрещины, до центра отверстия, выпненного на конце трещины, определиз следующих соотношений: т дополнительныхтрех. диаметро о э Ф о- (9г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е.Жуковского(54)(57) 1. СПОСОБ ЗАДЕРЖКИ РОСТАУСТАЛОСТНЫХ ТРЕПЛИН, включающий выполнение на концах трещины отверстий,установку в отверстия крепежных элементов с радиальным натягом и ихосевую стяжку, о т л и ч а ю щ и й - ,с я тем, что, с целью увеличения срока службы изделия, вокруг трещины р отверстия на концы.1191247Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам ремонта трещин, и может быть .использовано в ремонте авиационной техники.Цель изобретения - увеличение . 5срока службы изделия, что достигается выполнением вокруг трещины, в концах которой в отверстиях вставленыс радиальным натягом и стянуты крепежные элементы, дополнительных от Оверстий с вставлением в них начи.ная с наиболее удаленных от концовтрещины крепежных элементов с радиальным натягом и последующей их осевой стяжкой. 15Расстояние между центрами соседних дополнительных отверстий можетбыть не более трех диаметров этихотверстий.Диаметр дополнительных отверстий 20и расстояние к от центра дополнительного отверстия, ближайшего кконцу трещины, до центра отверстия,выполненного на конце трещины, определяют из соотношений; ; 25Д; О,э с 1д, (3где о - диаметр отверстий на концетрещины.Для листовых деталей толщиной3 = 1,0-8 мм из алюминиевых сплавовоптимальный диаметр отверстия в вершине трещины составляет не менеедвух толщин листа,Дополнительные отверстия, расположенные вокруг траектории усталостной трещины, смещают (вытесняют)поток эксплуатационных напряженийза пределы участка конструкции сусталостной трещиной и тем самымуменьшают их концентрацию перед вершиной трещины. 30 45 50 Крепежные элементы, установленные с радиальным натягом и осевой стяжкой в эти отверстия, формируют поля постоянных остаточных деформаций и напряжений, затухающие по мере удаления от стенок отверстий. Поскольку все дополнительные от-, верстия расположены на расстоянии33;, т.е. в пределах действия полей напряжений от соседних. крепежных элементов, то поля накладываются и взаимно усиливаются, а при ;последовательной установке крепежных элементов с радиальным натягом и затяжкой наибольшая интенсивность деформаций и напряжений сжатия дос-тигается у отверстий, расположенных рядок с концом трещины.Таким образом, перед крепежным элементом, установленным в отверстие рядом с концом трещины, усиливаются интенсивность постоянных остаточных напряжений сжатия, способствующих уменьшению амплитуды эксплуатационных напряжений на участке трещины, и, как следствие, к. повышению остаточной усталостной, долговечности участка конструкций, поврежденного трещиной.Ограничения по диаметру (;) и расположениюотверстий под крепежные элементы рядом с концом трещины вызваны уменьшением эффективности влияния радиального натяга и осевой стяжки на интенсивность начальных деформаций перед вершиной трещины при несоблюдении указанных условий.На фиг. 1 - участок листовой детали, с усталостной трещиной, рост которой предотвращен установкой с радиальным натягом и осевой стяжкой крепежных элементов в выполненные на концах трещины отверстия, общий вид; на фиг. 2 - участок листовой детали после применения предлагаемого способа задержки роста усталостных трещин, общий вид; на фиг. 3 и 4 - варианты расположения крепежных элементов вокруг траектории трещины.Предлагаемый способ задержки роста трещин осуществляют следующим образом. Назначают параметры отверстий и крепежных элементов, необходимых для реализации способа. В вершинах трещины выполняют отверстия и устанавливают с радиальным натягом и осевой стяжкой крепежные элементы. Намечают положение центров отверстий по обе стороны траектории трещины. Сверлением и развертыванием выполня - ют отверстия, наиболее удаленные от концов трещины. Устанавливают в них с радиальным натягом и осевой стяжкой крепежные элементы. Выполняют следующие отверстия и также с радиальным натягом и затяжкой устанавливают в них крепежные элементы. Крепежные элементы необходимо устанавливать с геометрическим радиальным натягом не менее 17 д;3 11Экспериментальное исследование эффективности предлагаемого способа задержки роста трещин проведено на плоских однооснонагружаемых образцах из алюминиевого сплава Д 16 АТл 2,0 с центрально расположенной трещиной длиной 2 Рц = 30 мм.Исследованы две серии образцов. На образцах первой серии (по известному способу) в вершинах трещин выполняли сверлением и развертыванием отверстия ф 5,82+0,01 мм. По кромкамо отверстий снимали фаски 0,260 Запрессовывали в эти отверстия корпуса "джо"-болтов5,95+0,02 мм (заклепок высокого. сопротивления срезу для постановки с односторонним подходом, ОСТ 1. 11200-73).91247 4На образцах второй, серии (поизобретению), кроме "джо"-болтовв вершинах трещины выполняли по четыре ряда дополнительных отверстий6 5,05 мм по обе стороны траекториитрещины. Отверстия образуют в плоскости образца равнобедренный треугольник с основанием на трещине.В отверстия устанавливали и раскле О пывали на прессе заклепки АНУОЗОО-8, высота замыкающих головок2,5 мм, диаметр 8 мм.Анализ результатов усталостныхиспытаний образцов показывает, что 5 период задержки роста усталостныхтрещин на образцах по изобретениюбольше в среднем в 5,4 раза чем. на образцах но известному способу.Ф1191247 9 ЬГ Составитель Ф.Конопельедактор Л.Пчелинская Техред М.ГергельЗаказ Подпис митета СССР ткрытийаб., д. 4/5 ПП нПатент, г. Ужгор Фили роектна 60/ 13 . Тираж 1085ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушская оКорректор О.Луговая