[发明专利]板形构件压应力止裂带

说明书

本发明属于一种板形构件压应力止裂带技术，可用于抑制板形构件在开孔后孔边所产生的应力集中而导致的裂纹扩展和断裂。

板形构件在开孔之后，在外力作用下孔边会产生应力集中。由此而导致构件的强度减小，疲劳寿命降低，容易产生断裂。在某些工程及设备中，由于平板构件孔边的应力集中而导致的构件断裂事故，有可能造成不可估量的损失。为了减少板形构件孔边的应力集中，现有技术中的通常处理手段是采用孔边局部加强的办法，即在孔边加焊，使构件局部加厚或加筋。但该方法使得孔边的厚度增加和使得构件重量增加，不适用于某些特定场合。另一种方法是采用碾压扩孔，使在孔边缘形成局部压应力。该方法同时可消除孔边部位的部分裂纹，有利于提高疲劳寿命。但是，由于碾压扩孔的方法影响区域仅在孔表面，实践证明，效果有限。

本发明的目的在于，发明一种不需要增加构件重量、不需对构件局部加厚，并能在一定尺寸区域内有效地抑制裂纹的疲劳扩展和/或动态扩展，还可提高对裂纹可检性的止裂带技术。

本发明的构成是在板形构件的本体上，离孔边缘一定距离的位置处，制作一条或者一条以上有一定宽度的压应力止裂带1。

该压应力止裂带的作用原理是，由于设置了压应力止裂带，致使压应力止裂带以内的区域，包括孔边缘都受到了一个预压应力α。，当构件板受到拉应力α作用时，孔边的点C受到的应力为

σ＝kα-α。 （1-1）

式中k为应力集中系数。这样可以大幅度降低孔边的实际应力，从而提高构件板的实际强度以及疲劳寿命。

本发明具有以下效果：

1、不增加构件的重量，这一点对增加重量很敏感的构件，如飞机结构的蒙皮铆钉孔的加强特别重要。可直接在板上制作止裂带，而不需局部加厚;

2、可大幅度提高疲劳寿命;

3、裂纹的疲劳扩展或动态扩展，难以穿过止裂带，从而提高了结构的安全性;

4、在裂纹未穿过止裂带之前，对结构都没有危险性，从而大大提高了裂纹的可检性;

5、可适用于不同的孔形状。如圆孔、椭圆孔等等，只要根据具体情况设计相应的止裂带形状。

附图1：板形构件压应力止裂带;

附图2：板形构件压应力止裂带的剖面形状之一。

本发明所说的板形构件压应力止裂带1，其剖面可以是双面或者单面成压凹陷形状，也可以是平面形状。可利用冲压、局部爆炸或局部处理方法制作。