SU1384360A1 - Method of retaining the development of fatigue crack in structure components - Google Patents

Method of retaining the development of fatigue crack in structure components Download PDF

Info

Publication number
SU1384360A1
SU1384360A1 SU864095016A SU4095016A SU1384360A1 SU 1384360 A1 SU1384360 A1 SU 1384360A1 SU 864095016 A SU864095016 A SU 864095016A SU 4095016 A SU4095016 A SU 4095016A SU 1384360 A1 SU1384360 A1 SU 1384360A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
crack
plane
fastener
projection
holes
Prior art date
Application number
SU864095016A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Андреевич Шанявский
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации filed Critical Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации
Priority to SU864095016A priority Critical patent/SU1384360A1/en
Priority to BG8139987A priority patent/BG48718A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1384360A1 publication Critical patent/SU1384360A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/04—Repairing fractures or cracked metal parts or products, e.g. castings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к ремонту, в частности к способам задержки развити  усталостной трещины в элементах конструкций и может найти применение в авиационной промышленности и других отрасл х машиностроени . Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности самоторможени  преимущественно наклонной трещины. Цель достигаетс  тем, что вне пределов проекции плоскости трещины 2 на поверхность элемента 1 сверл т отверсти , сближают берега трещины. Осуществл ют с обеих сторон элемента конструкции пластическое деформирование зоны расположени  наклонной трещины 2. Устанавливают в отверсти  крепеж, под головками которого устанавливают конусообразные шайбы 14, 15 и образуют конусообразный замок., Провод т зат жку крепежа и снимают сжимающую нагрузку . Устанавливают в отверстие перед вершиной трещины 2 крепеж. Располагают под головкой крепежа шайбы 19 и 20 с конической наружной поверхностью и образуют конический замок, после чего осуществл ют зат жку крепежа. Создаваемый шайбами конусообразный замок приводит при раст жении элемента конструкции в эксплуатации к созданию усили , нормального поверхности элемента. Это приводит к возрастанию интенсивности контактного взаимодействи  берегов усталостной трещины и снижению скорости ее развити . 3 ил. € (ЛThe invention relates to repair, in particular, to methods for delaying the development of fatigue cracks in structural elements and can be used in the aviation industry and other fields of engineering. The aim of the invention is to increase the efficiency of self-braking, mainly of an inclined crack. The goal is achieved by the fact that, outside the limits of the projection of the plane of the crack 2 onto the surface of the element 1, the holes are drilled to bring the crack faces together. On both sides of the structural element, plastic deformation of the location of the inclined crack 2 is carried out. A fastener is installed in the holes, under the heads of which conical washers 14, 15 are installed and cone-shaped lock is formed. Wire tightening the fastener and relieve the compressive load. Install in the hole in front of the top of the crack 2 fasteners. Under the fastener head, the washers 19 and 20 are arranged with a conical outer surface and form a conical lock, after which they are fastened. The cone-shaped lock created by the washers, when the structural element is stretched in operation, creates a force, the normal surface of the element. This leads to an increase in the intensity of contact interaction between the fatigue crack walls and a decrease in the rate of its development. 3 il. € (L

Description

соwith

0000

NUNU

00 О500 O5

Фиг.11

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к способам ремонта конструкций с трещинами, может быть использовано в различных отрасл х промышленности , в т. ч. при ремонте элементов конструкций воздушных судов с усталостными трещинами.The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods of repairing structures with cracks, can be used in various industries, including in the repair of structural elements of aircraft with fatigue cracks.

Цель изобретени  - повыщение эффективности самоторможени  преимущественно наклонной трещины за счет увеличени  трещины .The purpose of the invention is to increase the self-braking efficiency of a predominantly inclined crack by increasing the crack.

На фиг. 1 представлена схема расположени  конусообразных щайб с образованным конусообразным замком с разных сторон элемента конструкции в щахматном пор дке; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (элемента конструкции перед вершиной трещины после выполнени  всех операций); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (детали- в пределах плоскости наклонной трещины после выполнени  всех операций).FIG. Figure 1 shows a diagram of the location of the cone-shaped washers with a cone-shaped lock formed from different sides of the structural element in a shakhmat order; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1 (structural element in front of the crack tip after performing all operations); in fig. 3 is a section BB in FIG. 1 (details - within the plane of the inclined crack after performing all operations).

Пример. В плоском элементе 1 конструкции из алюминиевого сплава АВТ толщиной 6 мм при проведении стендовых испытаний издели  выращивают наклонную усталостную трещину 2. Вне пределов проекции плоскости наклонной трещины 2 на поверхность элемента 1, в т. ч. и перед вершинами трещины 2, сверлит отверсти  3, 4 и 5, диаметром 10 мм. Располагают отверсти  3 и 4 с обеих сторон плоскости трещины 2Example. In the flat element 1 of the aluminum alloy ABT structure with a thickness of 6 mm, when carrying out bench tests of the product, an inclined fatigue crack 2 is grown. Outside the limits of the projection of the plane of the inclined crack 2 on the surface of element 1, including the holes 2, in front of the crack tips 2, 4 and 5, with a diameter of 10 mm. Have holes 3 and 4 on both sides of the plane of the crack 2

ческий замок 21 с обеих сторон элемента 1, после чего осуществл ют зат жку крепежа 17 и 18 перед верщинами трещины 2. При формировании двойных скосов пластической деформации в процессе роста трещины 2 образуемый конусообразный замок 16 с разных сторон поверхности элемента 1 должен создавать усили  перпендикул рно поверхности элемента, ориентированные навстречу той поверхности, где рас10 положен конусообразный замок 16.Lock 21 on both sides of element 1, after which fasteners 17 and 18 are tightened in front of the cracks 2. When double plastic bevels are formed during crack growth 2, the cone-shaped lock 16 formed from different sides of the surface of the element 1 should create a force perpendicular the surfaces of the element oriented towards the surface where the cone-shaped lock 16 is located.

При доступе к элементу 1 конструкции с одной стороны его поверхности шайбы 14 и 15 располагают с одной стороны и создают усили  перпендикул рно наружной поверхности навстречу этой поверхности или от нее всеми конусообразными замками 16 одновременно .With access to the element 1 of the structure on one side of its surface, the washers 14 and 15 are placed on one side and create forces perpendicular to the outer surface towards this surface or from it with all cone-shaped locks 16 simultaneously.

Проведение сверлений отверстий позвол ет осуществить в последующем все те операции , которые реализуют цель способа. Соз20 дание усилий сжати  до пластического деформировани  поверхности элемента позвол ет исключить возможное взаимное перемещение ответных частей излома при нанесении на поверхность отпечатков перпендикул рно плоскости наклонной трещины и тем самым увеличить эффект контактного взаимодействи  берегов трещины. Расположение шайб под головками крепежа с конусообразной наружной поверхностью позвол ет реализовать при работе элемента конструк15The drilling of the holes makes it possible to carry out in the subsequent all those operations that realize the purpose of the method. The creation of compressive forces before plastic deformation of the surface of the element eliminates the possible mutual displacement of the fracture response parts when applied to the surface of prints perpendicular to the plane of the inclined crack and thereby increase the effect of the contact interaction of the crack faces. The location of the washers under the fastener heads with a cone-shaped outer surface allows to realize

2525

на одной пр мой, перпендикул рной грани- эффект самоторможени  трещины. Соз- цам 6 и 7 проекции наклонной трещины 2 on one straight, perpendicular face, the effect of crack self-retarding. Projections 6 and 7 of the projected inclined crack 2

даваемый шайбами конусообразный замок приводит при раст жении элемента конструкции в эксплуатации к созданию усили , перпендикул рного поверхности элемента. При этом возрастание перемешени  от эксплуатационного раст гивающего усили  вызывает возрастание усили , создаваемого конусообразным замком, что приводит к возрастанию интенсивности контактного взаимодействи  берегов усталостной трещины и существенному снижению скорости развити  40 трещины. Создание конусообразного замка перед каждой вершиной трешины позвол ет воспреп тствовать раскрытию трещины от раст гивающей эксплуатационной нагрузки и вызвать интенсивное контактное взаимодействие берегов трещины при ее развитии. Проведение перечисленных операций позвол ет реализовать задержку развити  усталостной трещины и существенно снизить скорость ее распространени  за счет контактного взаимодействи  берегов наклонной усталостной трещины. В результате этого увеличиваетс  период эксплуатации элемента конструкции с усталостной трещиной, что позвол ет реализовать принцип безопасного повреждени  и увеличить срок службы элемента конструкции между осмотрами.The cone-shaped lock provided by the washers, when the structural element is stretched in operation, creates a force perpendicular to the surface of the element. At the same time, the increase in mixing from the operating tensile force causes an increase in the force created by the cone-shaped lock, which leads to an increase in the intensity of the contact interaction of the fatigue crack faces and a significant decrease in the rate of crack development 40. The creation of a cone-shaped lock in front of each tip of the crack makes it possible to prevent the crack from opening from the tensile operating load and to cause intense contact interaction between the crack faces during its development. The performance of these operations allows to realize the delay in the development of a fatigue crack and significantly reduce the rate of its propagation due to the contact interaction of the banks of an inclined fatigue crack. As a result, the life of the structural member with a fatigue crack is prolonged, which allows to realize the principle of safe damage and increase the service life of the structural member between inspections.

на поверхность элемента 1 на рассто нии друг от друга 30 мм. Создают усилие сжати  окло 500 кг и осуществл ют сближение берегов усталостной трещины 2. Осуществл ют пластическое деформирование зоны расположени  трещины 2. Затем располагают отпечатки 8 диаметром 3 мм в пределах проекции плоскости трещины 2 на поверхность элемента 1 и в три р да 9, 10 и 11 перед вершиной трещины с обеих сторон элемента 1. При этом два р да 9 и 10 располагают по обеим границам 6 и 7 продолжени  проекции плоскости трещины на поверхность элемента 1, а третий р д 11 располагают между ними. После пластического деформировани  устанавливают в отверсти  3 и 4 крепеж 12 и 13, под головками которого в щахматном пор дке в пределах проекции плоскости трещины 2 с разных сторон элемента 1 устанавливают шайбы 14 и 15 из отполированной по поверхности контакта нержавеющей стали ЭЙ 960 с конической наружной поверхностью и между парой симметрично расположенных относительно плоскости трещины отверстий 3 и 4 образовывают с помощью шайб 14 и 15 конусообразный замок 16. Провод т т жку крепежа 12 и 13, снимают усилие сжати , устанавливают крепеж 17 и 18 в отверсти  5 перед вершинами трещины 2, располагают шайбы 19 и 20 с конической наружной поверхностью и образовывают конический замок 21 с обеих сторон элемента 1, после чего осуществл ют зат жку крепежа 17 и 18 перед верщинами трещины 2. При формировании двойных скосов пластической деформации в процессе роста трещины 2 образуемый конусообразный замок 16 с разных сторон поверхности элемента 1 должен создавать усили  перпендикул рно поверхности элемента, ориентированные навстречу той поверхности, где рас0 положен конусообразный замок 16.on the surface of the element 1 at a distance of 30 mm from each other. A compressive force of about 500 kg is created and the banks of the fatigue crack are approached 2. Plastic deformation of the crack location zone 2 is carried out. Then prints 8 with a diameter of 3 mm are placed within the projection of the plane of crack 2 on the surface of element 1 and three rows 9, 10 and 11 in front of the tip of the crack on both sides of element 1. In this case, two rows 9 and 10 are placed along both boundaries 6 and 7 of the extension of the projection of the plane of the crack to the surface of element 1, and the third row 11 is placed between them. After plastic deformation, fasteners 12 and 13 are installed in holes 3 and 4, under heads of which, in a smooth order, within the projection of the plane of the crack 2, on different sides of element 1, washers 14 and 15 are installed from a 9.9 polished stainless steel with a conical outer surface. and between the pair of holes 3 and 4 symmetrically located relative to the plane of the crack, they form a cone-shaped lock 16 with the help of washers 14 and 15. They tighten the fasteners 12 and 13, relieve the compressive force, install the fasteners 17 and 18 Washers 19 and 20 are placed in holes 5 in front of the tips of cracks 2 with a conical outer surface and form a conical lock 21 on both sides of element 1, after which fasteners 17 and 18 are tightened in front of the cracks 2. In the process of crack growth 2, a cone-shaped lock 16 formed from different sides of the surface of element 1 should create forces perpendicular to the surface of the element, oriented towards the surface where the cone-shaped lock 16 is located.

При доступе к элементу 1 конструкции с одной стороны его поверхности шайбы 14 и 15 располагают с одной стороны и создают усили  перпендикул рно наружной поверхности навстречу этой поверхности или от нее всеми конусообразными замками 16 одновременно .With access to the element 1 of the structure on one side of its surface, the washers 14 and 15 are placed on one side and create forces perpendicular to the outer surface towards this surface or from it with all cone-shaped locks 16 simultaneously.

Проведение сверлений отверстий позвол ет осуществить в последующем все те операции , которые реализуют цель способа. Соз0 дание усилий сжати  до пластического деформировани  поверхности элемента позвол ет исключить возможное взаимное перемещение ответных частей излома при нанесении на поверхность отпечатков перпендикул рно плоскости наклонной трещины и тем самым увеличить эффект контактного взаимодействи  берегов трещины. Расположение шайб под головками крепежа с конусообразной наружной поверхностью позвол ет реализовать при работе элемента конструк5The drilling of the holes makes it possible to carry out in the subsequent all those operations that realize the purpose of the method. The creation of compressive forces before plastic deformation of the surface of the element eliminates the possible mutual displacement of the fracture response parts when applied to the surface of prints perpendicular to the plane of the inclined crack and thereby increase the effect of the contact interaction of the crack faces. The location of the washers under the heads of fasteners with a cone-shaped outer surface allows to realize

5five

эффект самоторможени  трещины. Соз-  the effect of self-inhibiting cracks. So-

эффект самоторможени  трещины. Соз-  the effect of self-inhibiting cracks. So-

5five

даваемый шайбами конусообразный замок приводит при раст жении элемента конструкции в эксплуатации к созданию усили , перпендикул рного поверхности элемента. При этом возрастание перемешени  от эксплуатационного раст гивающего усили  вызывает возрастание усили , создаваемого конусообразным замком, что приводит к возрастанию интенсивности контактного взаимодействи  берегов усталостной трещины и существенному снижению скорости развити  0 трещины. Создание конусообразного замка перед каждой вершиной трешины позвол ет воспреп тствовать раскрытию трещины от раст гивающей эксплуатационной нагрузки и вызвать интенсивное контактное взаимодействие берегов трещины при ее развитии. Проведение перечисленных операций позвол ет реализовать задержку развити  усталостной трещины и существенно снизить скорость ее распространени  за счет контактного взаимодействи  берегов наклонной усталостной трещины. В результате этого увеличиваетс  период эксплуатации элемента конструкции с усталостной трещиной, что позвол ет реализовать принцип безопасного повреждени  и увеличить срок службы элемента конструкции между осмотрами.The cone-shaped lock provided by the washers, when the structural element is stretched in operation, creates a force perpendicular to the surface of the element. At the same time, the increase in mixing from the operating tensile force causes an increase in the force created by a cone-shaped lock, which leads to an increase in the intensity of contact interaction between the fatigue crack walls and a significant decrease in the rate of crack development. The creation of a cone-shaped lock in front of each tip of the crack makes it possible to prevent the crack from opening from the tensile operating load and to cause intense contact interaction between the crack faces during its development. The performance of these operations allows to realize the delay in the development of a fatigue crack and significantly reduce the rate of its propagation due to the contact interaction of the banks of an inclined fatigue crack. As a result, the life of the structural member with a fatigue crack is prolonged, which allows to realize the principle of safe damage and increase the service life of the structural member between inspections.

5five

00

Claims (1)

Формула изобретени  Способ задержки развити  усталостной трещины в элементах конструкций, заключающийс  в том, что осуществл ют локальное пластическое деформирование зоны расположени  трещины в направлении, перпендикул рном плоскости элемента, отпечатки в зоне трещины располагают в один р д с обеих- сторон элемента конструкции в пределах проекции плоскости трещины на поверхность элемента перпендикул рно наклонной плоскости трещины и в три р да перед верщиной трещины с обеих сторон перпендикул рно плоскости элемента, два из которых располагают по обеим границам продолжени  проекции плоскости трещины на поверхность элемента, а третий р д располагают между ними , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности самоторможени  преимущественно наклонной трещины за счет увеличени  интенсивности контактного взаимодействи  берегов усталостной трещины, до проведени  пластического деформировани  элемента сверл т отверсти  вне пределов проекции плоскости наклонной трещины на поверхность элемента и перед верц1инамиClaims The method of delaying the development of fatigue cracks in structural elements is that local plastic deformation of the fracture zone in the direction perpendicular to the plane of the element is carried out; prints in the zone of the crack are placed in one row on both sides of the structural element within the projection the plane of the crack on the surface of the element is perpendicular to the inclined plane of the crack and three rows in front of the crack top on both sides perpendicular to the plane of the element, two of which They are placed along both boundaries of continuation of the projection of the plane of the crack on the surface of the element, and the third row is placed between them, characterized in that, in order to increase the efficiency of self-braking of the mainly inclined crack by increasing the intensity of the contact interaction of the fatigue crack edges t holes outside the projection of the plane of the inclined crack on the surface of the element and in front of the top трещины располагают их с обеих сторон плоскости трещины на одной пр мой, перпендикул рной границам проекции наклонной трещины на поверхности элемента, создают усили  сжати  и осуществл ют сближение берегов усталостной трещины, а после пластического деформировани  устанавливают в отверсти  крепеж, под головками которого в щахматном пор дке в пределах проекции плоскости трещины с разных сторон элемента устанавливают щайбы с конической наружной поверхностью и между каждой парой симметрично расположенных относительно плоскости трещины отверстий образуют с помощью щайб конусообразныйthe cracks position them on both sides of the plane of the crack on one straight, perpendicular to the boundaries of the projection of the inclined crack on the surface of the element, create compressive forces and bring the edges of the fatigue crack closer together, and after plastic deformation, fasteners are placed in the holes within the projection of the plane of the crack from different sides of the element, install shchayby with a conical outer surface and between each pair of symmetrically located relative to the plane reschiny holes formed by a tapered schayb 5 замок, провод т зат жку крепежа, снимают усилие сжати , устанавливают крепеж в отверсти  перед верщинами трещины, располагают под головками крепежа щайбы с конической наружной поверхностью и образуют, конический замок с обеих сторон элемен05 lock, tighten the fastener, relieve the compressive force, install the fastener in the holes in front of the cracked vertices, position the fasteners with the conical outer surface under the fastener heads and form a conical lock on both sides of the element та, после чего осуществл ют зат жку крепежа перед верщинами трещины.This is followed by tightening the fastener in front of the crack tips. 5-55-5
SU864095016A 1986-07-28 1986-07-28 Method of retaining the development of fatigue crack in structure components SU1384360A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864095016A SU1384360A1 (en) 1986-07-28 1986-07-28 Method of retaining the development of fatigue crack in structure components
BG8139987A BG48718A1 (en) 1986-07-28 1987-10-09 Method for detainment of rifts into components of the construction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864095016A SU1384360A1 (en) 1986-07-28 1986-07-28 Method of retaining the development of fatigue crack in structure components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1384360A1 true SU1384360A1 (en) 1988-03-30

Family

ID=21248036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864095016A SU1384360A1 (en) 1986-07-28 1986-07-28 Method of retaining the development of fatigue crack in structure components

Country Status (2)

Country Link
BG (1) BG48718A1 (en)
SU (1) SU1384360A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984347A (en) * 1989-05-05 1991-01-15 Mcdonnell Douglas Corporation Method for attaching a doubler to a skin structure
US5129135A (en) * 1990-06-18 1992-07-14 Yoshino Seiki Inc. Repair method for exterior on a concrete structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 819193, кл. С 21 D 7/02, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1349945, кл. В 23 Р 6/00, 1986. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984347A (en) * 1989-05-05 1991-01-15 Mcdonnell Douglas Corporation Method for attaching a doubler to a skin structure
US5129135A (en) * 1990-06-18 1992-07-14 Yoshino Seiki Inc. Repair method for exterior on a concrete structure

Also Published As

Publication number Publication date
BG48718A1 (en) 1991-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7131310B2 (en) Method for manufacturing improved fatigue life structures, and structures made via the method
US5059059A (en) Conical expansion washer
EP1064118B1 (en) Method and apparatus for producing beneficial stresses around apertures by the use of focused stress waves
US4941337A (en) Method of making threaded fasteners
SU1384360A1 (en) Method of retaining the development of fatigue crack in structure components
US5297435A (en) Residual stress measurement at fastener holes
US20230113370A1 (en) Lock and pin combination for cold working cracks
US4984347A (en) Method for attaching a doubler to a skin structure
RU1354547C (en) Method for arresting growth of fatigue cracks
SU1366343A1 (en) Method of delaying fatigue cracks
US4231279A (en) Adaptive washer and bolt assembly
RU1343689C (en) Method for decelerating fatigue crack propagation in structures
SU1333521A1 (en) Method of retarding the growth of fatigue cracks
SU1333523A1 (en) Method of retarding the growth of fatigue cracks in sheet material
US3168941A (en) Repair key and method of closing cracks
JPH09112030A (en) Crthogonal clamp for contact type form pipe
Kosai et al. A biaxial test specimen for crack arrest studies
SU1605169A1 (en) Method of testing specimen of material in equal three-dimensional extension
JP3079337B2 (en) High-strength bolt joint fittings
JPH06180028A (en) Connecting method between column and beam and fitting thereof
SU1500458A1 (en) Method of retarding a crack in thin sheet member of structure
SU1191247A1 (en) Method of arresting fatigue crack propagation
Endo et al. Behavior of expansion anchor bolts
SU1349944A1 (en) Method of retarding the growth of fatigue cracks in sheet material
SCHIJVE et al. Some tests to assess the effect of crack stoppers on the fatigue life of center-notched specimens((semisubmersible platform))