CN206320503U - 一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其包括至少一个第一层板及至少一个第二层板；第一层板上的连接孔周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第一连接孔的圆心均匀排布后形成第一网状区；第二层板上的第二连接孔周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第二连接孔的圆心均匀排布后形成第二网状区；通过连接件将第一层板和第二层板连接后，第一网状区与第二网状区不重叠。本实用新型的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构在应力集中易产生裂纹的区域，预置带状的裂纹抑制区，当裂纹扩展到带状裂纹抑制区时，改变裂纹的扩展路径，减缓裂纹扩展速率，实现对裂纹扩展的抑制作用。
Description
技术领域
本实用新型属于金属损伤研究技术领域，尤其涉及一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构。
背景技术
随着飞机的复杂性和成本的迅速增加，基于经济性考虑，对飞机的使用寿命要求越来越高。作为主承力结构中的金属结构制件，其损伤容限特性对飞机安全起着关键性作用。基于超塑性成形/扩散连接组合工艺构造的金属连接结构，由于具有很强的可设计性，如何设计DB界面的连接形式，以提高其结构的裂纹扩展寿命，改善其损伤容限特性成为研究的热点问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：如何找到一种结构形式，能实现对裂纹的抑制作用，减缓裂纹的扩展；并且同比传统单一制件，可实现静强度相当的前提下，减重5％以上、疲劳扩展寿命增益50％以上。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其包括至少一个第一层板及至少一个第二层板；
第一层板上设有第一连接孔，在连接孔周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第一连接孔的圆心均匀排布后形成第一网状区；
第二层板上设有与第一连接孔孔径相同的第二连接孔，在第二连接孔周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第二连接孔的圆心均匀排布后形成第二网状区；
通过连接件将第一层板和第二层板连接后，第一网状区与第二网状区不重叠。
进一步地，第一层板及第二层板的裂纹抑制区均涂抹止焊剂。
进一步地，第一网状区与第二网状区均不涂抹止焊剂。
进一步地，第一层板上的菱形抑制区及第一网状区对称设置于金属层板的两面。
进一步地，第二层板上的菱形抑制区及第一网状区对称设置于金属层板的两面。
本实用新型的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，同比传统单一制件，可实现静强度相当的前提下，减重5％以上、疲劳扩展寿命增益100％以上，为金属结构的损伤容限设计提供了备选方案。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1为本实用新型一实施例的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构示意图。
图2为本实用新型一实施例的第一层板平面示意图。
图3为本实用新型一实施例的第二层板平面示意图。
附图标记
10-第一层板，11-第一连接孔，12-第一网状区；
20-第二层板，21-第二连接孔，22-第二网状区；
30-裂纹。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
为保证结构的使用安全，改善结构的损伤容限特性。本实用新型提供一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，同比传统单一制件，在实现静强度相当的前提下，减重5％以上、疲劳扩展寿命增益50％以上。
在超塑成形/扩散连接(SPF/DB)之前通过在多层金属板的接触界面之间涂覆止焊剂，以达到预置“裂纹抑制区”的目的。
具体的如图1至图3所示的实施例，其包含三个第一层板10和两个第二层板20，金属层板通过螺栓紧固件穿过连接孔进行连接，其中三个金属层板10如图2所示的方位设置，两个金属层板10如图3所示的方位设置，间隔设置后，第一网状区12与第二网状区22不重叠，由于五个金属层板在使用过程中会产生裂纹30，裂纹30会影响多层金属板连接结构的寿命及强度，因此在第一层板10的第一连接孔11周围涂抹一层的菱形裂纹抑制区，裂纹抑制区涂抹止焊剂，裂纹抑制区可以一定程度上起到抑制裂纹拓展的目的，并且以第一连接孔11为圆心均匀排布菱形抑制区后形成了第一网状区12，第一网状区不涂抹止焊剂。以及在第二层板20的第二连接孔21周围涂抹一层的另一规格的菱形裂纹抑制区，裂纹抑制区也涂抹止焊剂，裂纹抑制区也可以一定程度上起到抑制裂纹拓展的目的，并且以第二连接孔21为圆心均匀排布菱形抑制区后形成了第二网状区22，第二网状区22也不涂抹止焊剂。由于两种金属层板的第一网状区12与第二网状区22不重叠。当多层金属板使用产生裂纹30时，裂纹30首先会沿着第一块第一层板10的裂纹抑制区开裂，当裂到第一层板10的第一网状区12时，由于没有设置止焊剂裂纹会加速裂开，但是第一块第一层板10的无止焊剂的第一网状区21接触的是第一块第二层版20的裂纹抑制区，因此裂纹30会向下传递给第二层板20的裂纹抑制区，第二层板20的裂纹抑制区降低了裂纹30的开裂速度，且会沿着第二层板20的裂纹抑制区开裂，当裂到第二层板20的第二网状区22时，裂纹30又向下传递给第二块第一层板10的裂纹抑制区，继续降低开裂速度，依次类推，直至五层金属层板组成的金属连接机构全部裂开。
需要说明的是，为了减缓裂纹的开裂速度，可以在第一层板10的两面设置相同的裂纹抑制区及第一网状区12，以及在第二层板20的两面设置相同的裂纹抑制区及第二网状区22。
本实用新型的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构在应力集中易产生裂纹的区域，预置的裂纹抑制区，当裂纹扩展到裂纹抑制区时，改变裂纹的扩展路径，减缓裂纹扩展速率，实现对裂纹扩展的抑制作用。
以上所述，仅为本实用新型的最优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其特征在于，包括至少一个第一层板(10)及至少一个第二层板(20)；
第一层板(10)上设有第一连接孔(11)，在连接孔(11)周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第一连接孔(11)的圆心均匀排布后形成第一网状区(12)；
第二层板(20)上设有与第一连接孔(11)孔径相同的第二连接孔(21)，在第二连接孔(21)周围设有菱形抑制区，菱形抑制区以第二连接孔(21)的圆心均匀排布后形成第二网状区(22)；
通过连接件将第一层板(10)和第二层板(20)连接后，第一网状区(12)与第二网状区(22)不重叠。
2.根据权利要求1所述的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其特征在于，第一层板(10)及第二层板(20)的裂纹抑制区均涂抹止焊剂。
3.根据权利要求2所述的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其特征在于，第一网状区(12)与第二网状区(22)均不涂抹止焊剂。
4.根据权利要求3所述的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其特征在于，第一层板(10)上的菱形抑制区及第一网状区(12)对称设置于金属层板(10)的两面。
5.根据权利要求3所述的含网状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其特征在于，第二层板(20)上的菱形抑制区及第一网状区(22)对称设置于金属层板(20)的两面。
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2016
- 2016-12-19 CN CN201621395607.5U patent/CN206320503U/zh active Active
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