Способ торможения растущих усталостных трещин в металлах и сплавах

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

М. Е.л. С 21d 7/10

Заявлено 25.1Х.1972 (№ 1830742(22-1) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 17 1Х.1973. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 24.Л.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР ва делам изобретений и открытий

УДК 621.789(088.8) Авторы изобретения

В. И. Смоленцев и В. Г. Кудряшов

Заявитель

СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ РАСТУЩИХ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН

В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Изобретение относится к области защиты конструкций из металлов и сплавов от усталостного разрушения.

Известен способ торможения растущих трещин путем создания локальной деформированной зоны перед фронтом трещины, например, с помощью локального наклепа. Однако отмечается неудобство в эксплуатации, так как необходимы специальные устройства для проведения местной пластической деформации, и невозможность контролирования эффективности торможения.

Цель изобретения — повышение долговечности за счет точного контролирования торможения, Это достигается тем, что деформированную зону создают статическим нагружением до величины вязкости разрушения, т. е. до момента срыва трещины. В результате наступает локализация пластической деформации в вершине трещины, блокирующая ее дальнейшее продвижение. В случае выхода трещины из блока в процессе службы детали операцию по торможению проводят многократно.

Для каждого материала нагрузку срыва определяют вязкостью разрушения (K>c).

Наступление срыва трещины контролируется общеизвестными методами: акустическим, методом смещения и разности потенциалов.

Зная вязкость разрушения, можно рассчитать допустимьш размер трещины при заданном рабочем напряжешш, на пути которой можно создавать блокировки, а зная эффект

5 каждого блока, можно прн этом прогнозировать и долговечность конструкции с растущей трещиной. Это позволит снять с детали тормозящие устройства, снизить трудоемкость операций по торможению трещин, а в случае

l0 необходимости многократно тормозить (блокировать) растущую трещину ™, самое главное, для каждого материала устанавливают вполне определенную нагрузку торможения, приводящую к эффективному торможению

15 трещины. Эксперименты проводили на образцах, вырезанных из прессованных полос широко распространенного в авиационной технике сплава Д16Т.

На фиг. 1 представлены испытываемые об20 разцы; на фиг. 2 — диаграмма «нагрузка— смешение»; на фпг. 3 (а, b. c) — Il(.âåð. .òëü разрушенных образцов.

Испытания па усталость проводят на пульсаторе ЦДЯ-10ПУ прп напряжении о„„„

25 5,3 кг/мм- . Блок| ровку (торможенне) трещин в образцах осуществя IIOT на растяж ной машине с записью дпаграмм11 «нагрузка — смещение» (фпг. 2) . Серию образцов нспытыва|от до полного разрушения без тор30 можения трещины. По результатам опреде397547

Критическая длина трещи. ны, мм

Число циклов до разрушения

Число блокировок

"нетто кг/мм

5,3

5,3

5,3

58700

42

42

Фиг.3

Фиг 2 ляют число циклов N до разрушения и критическую длину трещины а», на которой можно производить торможение (фиг. 3a). На другой серии образцов создают одно торможение трещины на длине ai — — 23 мм (фиг. 3b) и на третьей группе образцов трехкратное торможение (фиг. 3c). На длине а;=23 мм, аа=

=27 мм и аа — — 31 мм.

В таблице представлены результаты испытаний.

Из данных таблицы видно, что долговечность образцов увеличивается в два раза.

Предмет изобретения

1. Способ торможения растущих усталостных трещин в металлах и сплавах путем создания локальной деформированной зоны пе10 ред фронтом трещины, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности конструкции за счет контролирования торможения трещины, деформированную зону создают статическим нагружением до величины вязкости

15 разрушения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что деформированную зону создают многократно.

397547 д „-y9

= Я7 о 1 бакр! йр !

Составитель Г. Шевченко

Корректоры: E. Михеева и О. Тюрина

Техред А. Камышникова

Редактор О. Филиппова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1824(4 Изд. № 160 Тираж 635 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5