Способ торможения роста усталостных трещин в листовом материале

 

СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЛИСТОВОМ МАТЕРИАЛЕ путем образования отверстий в зоне вершин трещин, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса листового материала, на обеих сторонах листового материала выполняют канавки, из которых каждая сопряжена с одной из вершин щины и противоположна по направлению канавке, сопряженной с той же вершиной на другой стороне листа, затем концы канавок, относящихся к одной вершине, соединяют сквозным отверстием , при этом каждую канавку выполняют на дуге -90 радиусом от 0,15 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 i плоскости развития трещины из ее верщины . (Л 00 00 4 4:

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (41)4 В 23 Р 6/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ъ:ф

V Ф 1 - --1=: 1

1 d - ..: Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 3761941/25-27 (22) 11.07.84 (46) 30.09.85 ° Бюл. )1 36 (72) О.Н. Романив, Г.Н. Никифорчин и Л.Ю. Козак (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко (53) 621.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1004063, кл. В 23 P 6/04, 1983. (54)(57) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РОСТА

УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В ЛИСТОВОМ

МАТЕРИАЛЕ путем образования отверстий в зоне вершин трещин, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения ресурса листового материала, на обеих сторонах листового материала выполняют канавки, из которых каждая сопряжена с одной из вершин тре-, щины и противоположна по направлению канавке, сопряженной с той же вершиной на другой стороне листа, затем концы канавок, относящихся к одной вершине, соединяют сквозным отверстием, при этом каждую канавку выполняют 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 вер- у

Ф шины.

1 181844

Pvc, l

1085 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к ремонтным работам, в частности к восстановлению работоспособности изделий, в которых возникли усталостные трещины.

Цель изобретения — повышение 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 дуги о

90 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 неттосечение листа в зоне развития трещины, вследствие чего трещина выйдет иэ своей плоскости развития 5 и будетЗ0 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 от35 верстия 9 фронт трещины примет форму отверстия. В результате кроме понижения концентрации напряжений, вызванного эатуплением вершины трещины

40 имеет место ослабление напряженного состояния в зоне, примыкающей к отверстию, из-за расположения фронта трещины под углом к направлению растягивающих напряжений, а также

45 увеличение длины фронта трещины (длина фронта исходной трещины равнялась

ВНИИПИ Заказ 6039/14 Тираж толщине листа, а длина фронта затупленной трещины †.длине отверстия).

Это приводит к дополнительному торможению роста усталостной трещины, о

Создание канавки в форме дуге 90 с центром, находящимся на уровне вершины трещины, обеспечивает плавное изменение направления развития трещины. Глубина канавки О, 1-0,2 толщины листа является оптимальной исходя из тех соображений, что глубина менее 0,1 толщины листа не обеспечивает развития трещины по принудительной траектории, а глубина более 0,2 толщины листа может привести к нежелательному повышению скорости развития трещины по дну канавки, что отрицательно отразится на общей долговечности листового материала.

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 с увеличением радиуса канавки увеличивается длина отверстия 9, что благоприятно сказывается на ослаблении напряженного состояния в зоне, примыкающей к отверстию. Вместе с тем черезмерное увеличение радиуса канавки по 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 больше о

45, что технологически трудно осуществимо.