[实用新型]一种含棋盘格状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构

说明书

技术领域

本实用新型属于金属损伤研究技术领域，尤其涉及一种含棋盘格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：一种含棋盘格状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其包括至少两个金属层板；

金属层板上设有连接孔，在连接孔周围设有裂纹抑制区及延展区，裂纹抑制区为不同面积的矩形形状且不规则分布于金属层板表面，形成棋盘状的延展区；

金属层板用连接件穿过连接孔进行连接，且相邻的金属层板的延展区不重叠。

进一步地，裂纹制区涂抹止焊剂。

进一步地，延展区不涂抹止焊剂。

进一步地，裂纹抑制区和延展区对称设置于金属层板的两面。

本实用新型的含棋盘格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棋盘格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金属层板平面示意图。

附图标记

10-金属层板，11-连接孔，12-裂纹抑制区，13-延展区；

20-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棋盘格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和图2所示的实施例，其包含五个金属层板10，五个金属层板10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2所示的金属层板旋转一定角度后设置，且上述方位的金属层板10之间间隔设置。由于在使用过程中金属层板会产生裂纹20，裂纹20会影响多层金属板连接结构的寿命及强度，因此在金属层板10的连接孔11周围涂抹一层的裂纹抑制区12，裂纹抑制区12涂抹止焊剂，裂纹抑制区12可以一定程度上起到抑制裂纹20拓展的目的，而裂纹抑制区12的形状为不同面积大小的矩形，在本实施例附图中，其平行设置，因此使得延展区13的形状为棋盘状，呈现不规则形状。当两块相同的金属层板 10一块横置、一块竖置后，其延展区13不会重叠。当第一块金属层板10使用产生裂纹20时，裂纹20首先会沿着金属层板10的裂纹抑制区12开裂，当裂到金属层板10的延展区13时，由于没有设置止焊剂裂纹会加速裂开，但是第一块金属层板10的延展区13对应接触的是第二块金属层版10的裂纹抑制区12，因此裂纹20会向下传递给第二块金属层板10的裂纹抑制区12，第二块金属层板10的裂纹抑制区12降低了裂纹20的开裂速度，且会沿着第二块金属层板10的裂纹抑制区12开裂，当裂到第二块金属层板10的延展区 13时，裂纹20又向下传递给第三块金属层板10的裂纹抑制区12，继续降低开裂速度，依次类推，直至金属层板10组成的多层金属连接机构全部裂开。

需要说明的是，为了减缓裂纹裂开速度，可以将裂纹抑制区12和延展区 13对称设置于金属层板10的两面。

本实用新型的含棋盘格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。