Способ задержки роста усталостных трещин

СОЮЗ СООЕТСНИХааааспнше,РЕСПУБЛИНОЮ (11) 343 А 1 15 РВ 23 Р 6/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРР 819193, кл. С 21 Э 7/02, 1981.(54) СПОСОБ ЗАДЕРЖКИ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН(57) Изобретение относится к областиремонта, в частности к способам задержки роста усталостных трещин, иможет найти применение при ремонтеэлементов авиационных конструкций.Целью изобретения является повышениеэффективности задержки страгиваниятрещины. Для этого сверлят отверстия3, 4 и 5 за и перед вершиной трещины,Располагают оси отверстий 6 и 7 каждой пары отверстий 3 и 4 симметрично вершине трещины на. одной прямой, ори"оентированной под углом 45 к плоскости трещины. Подвергают элемент 1 конструкции растяжению, фиксируют нагрузку, при которой происходит раскрытие берегов трещины 2. Увеличивают нагрузку в три раза по отношению к усилию растяжения. Далее проводят растяжение элемента 1 вдоль.ли- .О ний, расположенных под углом 45 к плоскости трещины 2. Осуществляют локальное пластическое деформирование зоны расположения трещины, Устанавливают в отверстия 3 и 4 крепежные элементы,а перед их затяжкой осуществляют попарное стягивание между отверстиями 3-5 и 5-4, осуществляя в пространстве пересечение стяжных элементов. Осуществление растяжения позволяет реализовать пластическое затупление вершины трещины, а также создать поле остаточных сжимающих напряжений перед вершиной трещины, 4 ил.1366Изобретение относится к машиностроению, направлено на продлениесрока службы деталей и элементовконструкций с усталостными трещинамии может быть использовано при ремонте элементов авиационных конструкций.Целью изобретения является повышение эффективности задержки за счетреализации пластического затуплениявершин усталостной трещины вдольвсего ее фронта и наведения остаточных напряжений сжатия перед вершинойтрещины по всей толщине элемента.На фиг, 1 представлен элемент кон,струкции с отверстиями у вершинытрещины", на фиг. 2 - схема формирования зон пластической деформации перед вершиной трещины; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 1 элемента конструкции со стяжными и крепежными элементами; на фиг. 4 - схема измененияперемещений в вершине трещины прирастяжении элемента конструкции внаправлении, перпендикулярном плоскости трещины,П р и м е р. Вэлементе 1 конструкции толщиной 7 мм из алюминиевогосплава АК 6 с усталостной трещиной 2выполняют отверстия 3, 4 и 5 соответственно перед и за вершиной :.рещины 2 по обе стороны трещины 2 и поодной прямой, перпендикулярной плоскости трещины 2, располагая оси 6и 7 каждой пары отверстий 3 и, 4 симметрично вершине трещины на однойпрямой, ориентированной под углом 45к плоскости трещины 2, а также сверлят отверстия 5 в плоскости, проходящей через вершину трещины 2, Элемент1 конструкции подвергают растяжению,прикладывая нагрузку в плоскости,проходящей через вершину трещины 2.О начале перемещения берегов усталостной трещины 2 и ее раскрытии,соответствующем достижению усилияР, = 1200 кг, раскрывающего трещину2, судят по перемещению стрелки 8на шкале 9. Увеличивают растягивающее усилие в три раза до.3600 кг поотношению к усилию Р, = 1200 кг иснимают нагрузку. Далее проводят растяжение с усилием ЗРО = 3600 кг элемента 1 конструкции между отверстиями 3, затем между отверстиями 4вдоль линий, расположенных под угломо45 к плоскости трещины 2, Осуществляют локальное пластическое деформирование эоны расположения трещины 343 22 в направлении, перпендикулярном плоскости элемента, а отпечатки (не показаны) располагают в два ряда по обе стороны трещины 2 и параллельно ей, Устанавливают в отверстия 3, 4 и 5 крепежные элементы 10 и 11, а перед их затяжкой осуществляют попарное стягивание крепежа 10 с помощью шайб 12, расположенных под головками крепежа 10, 11, и тяг 13, имеющих противоположную нарезку, которые размещают внутри стягивающей гайки 14, Стягивание крепежа 10 проводят параллельно поверхности элемента 1, расположенного с разных сторон трещины 2, между отверстиями 3-5 и 5-4, осуществляют пересечение в пространстве стяжных элементов 12, 13 и 14, расположенных с разных сторон элемента 1.Выполнение отверстий симметрично вершине трещины по обе стороны от плоскости трещины позволяет в последующем осуществить растяжение элемента в трех направлениях, ориентиорованных под углом 45 одно к другому. Осуществление растяжения с усилием, равным тройной величине усилия раскрытия вершины трещины вдоль всех трех направлений, позволяет реализовать пластическое затухание вершины трещины, а также создать поле остаточных сжимающих напряжений перед вершиной трещины в зоне ее предполагаемого распространения на всю толщину элемента. Локальное пластическое деформирование зоны расположения трещины позволяет сблизить. ее берега и создать остаточные напряжения сжатия вдоль всей плоскости трещины.Осуществление попарного стягивания крепежа позволяет компенсировать растягивающие эксплуатационные эквивалентные напряжения, а расположение стяжных элементов с разных сторон элемента с их пересечением в пространстве позволяет реализовать продольный сдвиг в плоскости трещины и осуществить торможение трещины за счет контактного взаимодействия ее берегов.Изобретение позволяет создать поле сжимающих остаточных напряжений вдоль всего контура трещины и перед ее вершиной вдоль всего ее фронта и на всю толщину сечения элемента конструкции, а также частично компенсировать растягивающие эксплуатацион20 3 13663 ные усилия. Задержка страгивания по сравнению с известным способом весьма существенна, поскольку позволяет, увеличить в несколько раз количество циклов до момента начала движения5 трещины. При этом скорость движения после страгивания трещины существенно ниже - более чем в 3 раза ниже, чем по известному способу. В результате использование способа позволяет увеличить период эксплуатации элемента конструкции с усталостной трещиной до достижения ею критического размера и увеличить период надежной . 15 работы конструкции междуосмотрами без снижения уровня требуемой безо-, пасности при реализации эксплуатации конструкции по принципу безопасного повреждения. Формула изобретения Способ задержки роста усталостных трещин, заключающийся в том, что ,осуществляют локальное пластическое 25 деформирование зоны расположения трещины в направлении, перпендикулярном плоскости элемента, а отпечатки располагают в два ряда по обе стороны трещины и паРаллельно ей, о т - дп л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности задержки страгизания трещины за счет реализации пластического затупления вершины усталостной трещины всего ее фронта и наведения остаточных нап 43ряжений сжатия перед вершиной трещины по всей толщине элемента, перед локальным пластическим деформированием в элементе по обе стороны трещины и по одной прямой, перпендикулярной плоскости трещины, сверлят отверстия перед и за вершиной трещины, располагая оси каждой пары отверстий симметрично вершине трещины на одной прямой, ориентированной под угломс45 к плоскости трещины, а также сверлят отверстия в плоскости, проходящей через вершину трещины, подвергают элемент растяжению перпендикулярна плоскости трещины, фиксируют растягивающее усилие, раскрывающее вершину трещины, продолжают растяжение с усилием, в три раза большим усилия раскрытия трещины, снимают нагрузку, осуществляют растяжение элемента вдоль одной и вдоль другой линии, проходящей под углом 45 к плоскости трещины через ее вершину с усилием, равным усилию растяжения элемента перпендикулярно плоскости трещины, а после локального пластического деформирования устанавливают в отверстия крепежные элементы, перед их затяжкой осуществляют попарное стягивание крепежа параллельно поверхности элемента, расположенного с разных сторон от трещины в отверстиях перед вершиной и в плоскости трещины, а также в плоскости вершины трещины и за вершиной трещины.1366343 д 14 МилирО Составитель З.ХаустоваТехред Л.Сердюкова Корректор И,Муска Редактор И,Рыбченко Заказ 6734/14 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Лере мещеиие СЬиеф Тираж 920 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5