Способ повышения вибропрочности соединения

О П И С А Н И Е 307869ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик,1,1970 ( 1396167/25-27) Заявлен МПК В 231( 33 0 17925-2 присоединением заявок13 397911/25-27 и 1397913/25-27иоритет Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министре СССР11.1971. Бюллетень21 УДК 621.791.92(088,8 публиковано 0 Дата опубликования описания 26 ХП 1,19% . - я.т )тс 1-1 . Автор изобретен К. С. Чобаня ематики и механики АН Армянской СС явител нстит СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВИБРОПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ троению паяным х вибраИзобретение относится к машинос в частности к сварным, клееным иконструкциям, работающим в условия ции.Известен способ повышения вибропрочности соединений путем обработки поверхности изделий шлифованием, полированием, обдуванием песком в целях избавления от поверхностных микротрещин.Предложенный способ обеспечивает создание таких условий, при которых происходит перераспределение напряжений с поверхности соединения внутрь его, чем достигается мало- напряженное состояние поверхностной зоны соединения.Это достигается тем, что материал шва и основной материал подбирают с разными характеристиками упругости, а также и тем, что конфигурацию сечения шва подбирают в зависимости от характеристик упругости основного материала и материала шва.Экспериментально доказано, что на краю поверхности соединения будет малонапряженное состояние при углах между поверхностью соединения и внешней поверхностью элемента соединения, меньших со стороны материала, имеющего меньшие характеристики упругости.На фиг, 1, 2, 3 показано осуществление соответствующего подбора углов предварительной разделки соединяемых материалов с учетом характеристик упругости их; на фиг, 4 - 6 - стыковое соединение стержней.Малонапряженность края поверхности соединения обеспечивается значениями углов а 1 5 и а 2, для которьх выведенное уравнение неимеет корня Х = +тт с действительной частью , принадлежащей интервалу (О, 1).Углы разделки целесообразно подбиратьближе к середине интервала, определяемого 0 уравнением для а 1 или а, чтобы технологические отклонения известных для данных материалов режимов пер азъемного соединения не нарушили условия малонапряженности края поверхности соединения.5 На поверхности вала или другой детали зоны разнородности могут осуществляться, например, системой круглых колец, винтовыми или продольными параллельными валиками.На фиг. 3 приведен пример выполнения этой 0 разнородности при помощи круглых колец,поперечное сечение которых имеет вид кругового сегмента. Поверхность соединения должна быть достаточно пологой, чтобы не имела место концентрация внутренних напряжений.5 Для эффективного увеличения механическойи коррозийной выносливости вала при помощи такой отделки вспомогательный материал должен иметь достаточно высокий (не обязательно больший основного материала) предел 0 пропорциональности и значительно, но уме 3078 В 9ренно, меньшие характеристики упругости, чем у основного материала вала. Слишком сильная разность в характеристиках упругости приводит к отрицательному результату, Например, напряженные состояния при одинаковых рабочих режимах стального вала с заполненными эпоксидным материалом канавками и та:.ого же вала с пустыми канавками, на дне которых имеет место концентрация папрягкеппй, о:,е; ь близки. Для стального вала в качестве отпело нного материала целесообразносо,; опасть цветные металлы и сплавы, модуль нор;:э.:ьпой упругости которых близок к полсвине модуля основного материала вала. В этом случае увеличение напряжений на; пе за,олнепной канавки нейтоализуется тостью зарождения внутренней макротрсгцы.На фиг, 4 характеристики упругости громежуто шаго материала лежат между соответству;о цхмн характеристиками соединяемых материалов.На фиг. 5 характеристик упругости посредника меньше соответствующих характеристик сое, иняемь:х материалов.На фпг. б характеристики упругости посреди лк а бол ьп. с соо. вг тс-, ву ющих хар актер исти к ссади,; .емых матерна,;ов.Во всех тнх сл;чаях острый угол сх соответстьует матечлалу с меньшими характеристиками упругости,При соединении полос в стык посредниками служат спецчально профилированные провода, стержпи, ленты.На фиг. 7 изображено оформление конца и перекрестка сварных швов в стыковом соединении четыр:х прямоугольных плит,Для оформления колцов и перекрестков подбирает"я материал, характеристики упругости котопого после оформления отличаются как от ос:о, ного материала, так и материала швов, В этом случае целесообразно иметь отделочный матерал, имеющий после оформления в два раза меньшие характеристики упругости и гриблизительно одинаковые пределы пропорциональности, Материалу с большими характеристиками упругости соответствует угол сс, а с меньшими - а,.Характеристики упругости материала шва находятся между соответствующими характе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ристиками упругости основного и отделочного материалов.Предмет изобретения1. Способ повышения вибропрочности соединения разнородных материалов при склеивании, пайке, сварке или путем наплавки, отличающийся тем, что, с целью получения малонапряженного состояния поверхностной зоны соединения за счет перераспределения напряжений с поверхности соединения внутрь его, осуществляют соответствующий подбор углов предварительной разделки каждого материала с учетом характеристик упругости соединяемых материалов, исходя из следующей зависимости:яп),(х, + д,)+(г - 1)яп 1,(г., - т,) ( - 1) ( )( (з пг Ь - )г з и и,) (з 1 п., - 1, зпг)+ 4 р т т, зп),(а, + аг) - 1,зп(, + г) - 4 Ь - 1) Х Х ртг (з 1 п ).х, - 1, з 1 п а,) з 1 п /,тг - т, (зп) тг -- )г з 1 пглг) з 1 пг а,3+4(ртг - т,) р тг (зп, д, -1 гз 1 пг ) т (з 1 пг)аа , з 1 пдг): Огде р=, т,=1 - ; т 2=1 - о 22где бь О, оь в 2 - модули сдвига и коэффициенты поперечной деформации соединяемых материалов, аь а 2 - углы между поверхностью соединения и внешней поверхностью составного элемента со стороны соответствующих материалов.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения вибропрочности валов, на поверхность валов наплавляют кольцевые, продольные или винтовые валики из материала с меньшей характеристикой упругости, чем у материала вала.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение двух одинаковых или разнородных материалов осуществляют с помощью промежуточного материала с характеристикой упругости, отличной от характеристики упругости соединяемых материалов.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при соединении одинаковых или разнородных материалов, места пересечения швов и их концы выполняют из материала с гораздо меньшей характеристикой упругости, чем материала шва и материалов основных соедийяемых деталей..б Фиг 7 Редактор О. Юркова Корректор В. Жолудева Типография, пр. Сапунова оставитель Л. ЯковлевТехред Л. Я, Левина Заказ 2188/7 Изд.905 Тираж 473 Ц 1-1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Сов Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5