Способ предотвращения роста трещин в изделии

Способ предотвращения роста трещин в изделии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае an

А1 (р 4 В 23 Р 6/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t ность которого определяется из соотношений (21) 3827695/25-27 (22) 20.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. В 20 (71) Государственный проектный институт Сибпроектстальконструкция (72) А.П.Махов, А.И.Конаков и С.П.Кулешов (53) 621.6.004 ° 6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 723862, кл. В 23 Р 6/04, 1978. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

РОСТА ТРЕЩИН В ИЗДЕЛИИ, включающий выполнение в вершинах трещин отверстий и установку в последние болтов с осевым натягом, о т л и ч а ю — . шийся тем, что, с целью повышения надежности работы восстановленного изделия, отверстия в изделии выполняют на расстоянии от вершины трещины, равном длине пластически деформированной зоны и не менее толщины изделия, перед установкой в отверстия болтов по обе стороны от изделия устанавливают подкладные элементы, перекрывающие пластически деформированную зону и выполненные из материала, твердость которого превышает твердость материала изделия, а болты изготавливают из материала, прочность и несущая способ2 о>- — (К-0) ° е К кр тр

2 2

Ктр где  — толщина изделия, мм;

К, — коэффициент трения между подкладным элементом и изделием;

К вЂ” напряжение несущей способности иэделия, кг/см ; б — критическое напряжение разор рушения изделия с трещиной, кг/мм ;

G 6 — прочность материала болта, кг/мм г.

К вЂ” несущая способность болта, кг.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что обращенные к из- . делию поверхности подкладных элементов выполняют с повышенной шероховатостью.

3. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что на болт навивают.проволоку иэ высокопрочного материала, располагая ее между подкладными элементами и изделием.

1234148 õð

r = К /2»o

z т

К

3е

Изобретейие относится к ремонтновосстановительным работам, в частности к ремонту дефектов в виде трещин металлоконструкций.

Цель изобретения вЂ, повышение надежности работы восстановленного изделия путем ликвидации участка с дефектной структурой металла, создания обжатия эоны с измененными свойствами металла и обеспечения достаточной силы трения для исключения перемещения кромок трещины при воздействии внешних усилий.

На фиг. 1 показано изделие с болтом и подкладными элементами, вид в плане; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Способ предотвращения роста трещин в изделии осуществляют следующим образом.

В ремонтируемом изделии 1 с трещиной 2 по длине пластически дефор-, мированной эоны просверливают отверстие 3 диаметром не менее толщины изделия плюс 2-3 мм, что позволяет полностью ликвидировать участок с дефектной структурой. Длина пласти-. чески деформированной зоны г по направлению развития трещины определяетз ся по выражению длина пластически деформированной зоны, мм; коэффициент интенсивности напряжений, определяемый при минимальной температуре эксплуатации и данной толщине металла, кг/мм 3/2; предел текучести металла, кг./мм

Трещину 2 разделывают и заплавляют с зачисткой шва эаподлицо с металлом.

Затем на отверстие 3 устанавливают подкладные элементы 4, перекрывающие зону пластической деформации, вставляют болт 5, прочность материала ко2 торого 0 Ъ (R -б ), и затягива6 К хо тр ют его до достижения несущей способ ности

N >-> — - (R-6 )

2 2В

5 тр к где 6 — толщина изделия, мм;

Ктр - коэффициент трения подкладного элемента и изделия; критическое напряжение раз. рушения изделия с трещи -. ной, кг/мм ; прочность материала болг та, кг/мм напряжение несущей способ ности изделия, кг/мм

2 ° несущая способность болта, кг.

Для более надежной работы подкладного элемента 4 он выполнен из более твердого материала, чем материал иэделия. Для этой же цели создают повышенную шероховатость поверхности подкладного элемента 4 путем насечки или нанесения слоя корунда или навивают на болт прово20 лаку из твердого материала между подкладными элементами и изделием, Установленный болт, прочность ма2 териала которого < > †-(R- о ) и несу2,2В щая способность N †— — (R 7„ )» !

5 К к1 работает в упругой стадии.

Страгивание трещины происходит при достижении внешних силовых воздействий интенсивности (R- < ). При растяжении изделия силы тренйя между его поверхностями и подкладными элементами препятствуют раскрытию трещины и тем самым ее развитию.

35 Пример. Проведено исследование образца — растянутого элемента металлической формы, выполненного из материала С,.3 с краевой трещиной длиной f = 30 мм.

40 Характеристики материала: R = г

21 кг/мм, G = 25 кг/мм;

= 48 кг/ммг; К, = )53 кг/мм 1 . Для изделия с данной формой трещины

4 Klñ = 1»64» - ", где f,„ 1,12 для пластины с односторонней трещиной длиной 1: при растяжении напряжениями 6 в направлении, перпендикулярном к трещине.

Напряжение разрушения конструкции

К1 153

"Г Е„„-И 1,12 п ЗО г

l4,2 кг/мм

К с „153

14. 2У 6 мм!

234148

Для высокопрочных болтов без обработки поверхностей К = 0,25 тр т

По приведенным характеристикам выбирают болт диаметром 4 30 мм из стали 30 ХЗМФ несущей способностЬю

9,8 т.

Постановку болта осуществляют в отверстие диаметром 32 мм на расстоянии 12 мм от вершины трещины. Под болт устанавливают шайбу, которая перекрывает пластически деформированную зону r и выполняет роль подкладных злементов.

6 - (R-6 ) = — — (21-14 2)

2 2

0 25 тр

Э

= 55 кг/мм ;

2 2В 2212

Н - — = (R-d )

К "P 0,25 (21-14,2) = 8,6 т.н. II}I t}t Itttl

} I I ld i I I I l l l

Составитель Л. Кособочкина

Техред В.Кадар Корректор; М.Демчик

Редактор С.Лисина

Заказ 2937/17

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4