Разработка методики испытаний заклепочных соединений на сопротивление коррозии под напряжением

453 °К - 24 ч

347

338

330

5

Высокотемпературный отжиг

высадка закалка

отжиг

453 °К-10 ч

453 °К- 15 ч

453 °К - 24 ч

339

330

324

3,5

Высадка закалка

старение

453 °К- 10 ч

453 °К- 15 ч

453 °К - 24 ч

343

333

328

3,5

Высокотемпературный отжиг

высадка закалка

отжиг

453 °К- 10 ч

453 °К- 15 ч

453 °К - 24 ч

334

327

318

- Проволоку отжигали в воздушной печи при 733±5°К в течение 10 часов с последующим охлаждением вместе с печью со скоростью не более 20°К в час до 433°К, затем - на воздухе, после чего проволоку закаливали и старили по вышеуказанным стандартным режимам.

Кроме того, нами была проведена термообработка по предлагаемой технологии обработки также проволоки из сплава В95П диаметром 3,8 мм. Проволока диаметрами 5 и 3,8 мм была испытана на осадку, которая производилась как ударным способом (клепальным пневмомолотком КМП-31), так и прессовым способом (на испытательной машине FT-100). Длина образцов для проволоки диаметром 5 мм составляла l,2d, для проволоки диаметром 3,8 мм - l,45d. Результаты испытаний представлены в табл. 2.8.

Анализ представленных результатов показывает, что применение перед закалкой длительного отжига при 733°К в течение 10 ч. существенно повышает технологическую пластичность проволоки из сплава В95П. Степень деформации при осадке образцов до появления первой трещины составляет в этом случае: при ударной клёпке более 70%, а при прессовой - более 80%.

2.5 Статическая прочность заклёпочных соединений и заклёпок из сплава В95П

Целью настоящего исследования являлось сравнение статической прочности заклёпочных соединений и заклёпок, подвергнутых термообработке по существующей технологии (закалка + двухступенчатое старение: 393 °К - 3 ч. + 453 °К - 15 ч.) и по предлагаемой нами технологии (отжиг при 733 °К - 10 ч. с последующей закалкой и старением по тому же стандартному режиму).

Исследование проводили на заклёпках из сплава В95П стандартного химического состава диаметром 5 и 3,5 мм. Часть заклёпок получали по следующей технологии: высадка заклёпок из проволоки в состоянии поставки на высадочном автомате ВА-52, закалка (нагрев в воздушной печи при743 °К - 1 час, охлаждение в воде комнатной температуры), старение по режиму 393 °К - 3 ч. + 453 °К - в течение 10, 15 и 24 часов, анодное оксидирование.

Другая часть заклёпок перед высадкой подвергалась длительному высокотемпературному отжигу при 733 °К в течение 10 часов, а далее обрабатывалась по той же технологической цепочке. Заклёпки, полученные двумя указанными способами, испытывали на срез на машине FT-100. Результаты испытаний представлены в табл. 2.9.

Анализ полученных результатов показывает, что длительный высокотемпературный отжиг, который, как было показано ранее, существенно повышает технологическую пластичность заклёпочной проволоки и заклёпок из высокопрочного алюминиевого сплава В95П, приводит к некоторому снижению сопротивления срезу (до 10 МПа), однако оно остаётся достаточно высоким даже после сильного перестаривания (453 °К - 24 ч.), составляя около 320 МПа. После такого перестаривания появляется возможность осадки замыкающей головки лёпки при заклёпке со степенями деформации, большими допустимых, что позволяет увеличить как радиальные, так и осевые натяги в соединениях, что, в свою очередь, повышает выносливость соединений.

Следует отметить, что сопротивление срезу при перестаривании уменьшается в меньшей степени, чем пределы прочности и текучести, Увеличение продолжительности старения при 453 °К с 10 до 24 часов уменьшает сопротивление срезу всего на 15 МПа.

Исследована прочность и заклёпочных соединений, представляющих собой 4-х точечные образцы (рис.2.1), склёпанные потайными заклёпками с углом 90° диаметрами 5 и 3,5 мм.



Рис. 2.1. Образцы для испытаний на растяжение.

Заклёпки для клёпки образцов изготавливали по вышеуказанной технологии. Клёпку осуществляли на настольно-пневматическом прессе ПНП-5,5. Часть образцов была выполнена согласно требованиям на клёпку по действующей производственной инструкции (размеры замыкающей головки контролировали по шаблону), другая часть - с размерами замыкающей головки, несколько большими допустимых по диаметру и меньшими по высоте, т.е. заклёпка сдеформирована со степенью деформации большей, чем допустимая (8 « 67 %). Такая деформация условно названа "переклёпом".

Для сравнения проведены испытания соединений заклёпками из сплава В65. Результаты испытаний клёпанных образцов на растяжение приведены в табл. 2.8.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что сопротивление срезу заклёпок из даже сильно перестаренного сплава В95П (старение на второй ступени при 453 °К в течение 24 часов) на 20 % превышает сопротивление срезу заклёпок из сплава В65. Увеличение степени деформации замыкающей головки сверх допустимой повышает сопротивление срезу заклёпок из сплава В65 до 5 %, а заклёпок из сплава В95П, состаренных на второй ступени при 453 °К - 24 ч. - до 8 %.

Таблица 2.9

Результаты испытаний клёпанных образцов на растяжение

Размер заклёпки, мм	Материал заклёпки	Термообработка	Требования к клёпке	Сопротивление срезу одной заклёпки Тср, МПа
	В65	Стандартная	По ПИ	298
5	В95П	Закалка + старение (вторая ступень-453 °К-24 ч)	По ПИ	358
	В65	Стандартная	С переклёпом	312
	В95П	Закалка + старение (вторая ступень - 453 °К - 24 ч)	С переклёпом	386
	Вжб65	Стандартная	По ПИ	290
3,5	В95П В65	Закалка + старение (вторая ступень-453 °К-24 ч) Стандартная	По ПИ С переклёпом	348 307
	В95П	Закалка + старение (вторая ступень - 453 °К - 24 ч)	С переклёпом	363

2

Предлагаемый нами длительный высокотемпературный отжиг, позволяющий существенно повысить степень деформации заклёпок при осадке, даёт возможность осуществлять переклёп замыкающих головок заклёпок и за счёт этого получить дополнительное повышение статической прочности на растяжение клёпанных соединений (увеличивается стяжка пакета), что, в свою очередь, позволит повысить ресурс соединений.

Глава 3. Разработка методов исследования сопротивления под напряжением заклёпочных и болтовых соединений, выполненных из сплава В95П

3.1 Заклепочные соединения

В заклепочных соединениях листы соединяются между собой или с профилями либо заклепками, либо пистонами (рис. 3.1). Для улучшения внешней поверхности клепаных конструкций.

Рис. 3.1. Заклепочное соединение листов

а--заклепкой с полукруглой головкой; б--пистоном; в--заклепкой с потайной головкой; г--соединение листов с профилем; д--соединение листов потайной заклепкой с подштамповкой применяют потайную клепку с коническими головками заклепок.

Если лист толстый (1 мм и более), то головка закладывается в углубление, полученное раззенковкой листа (см. рис. 3.1, в, г). Если же лист тонкий (менее 1 мм) и выполнен из алюминиевого сплава, то склепываемые листы подштамповываются (см. рис. 3.1, д), образуя углубление для потайной головки заклепки.

Потайная клепка имеет следующие преимущества по сравнению с обычной:

- уменьшается аэродинамическое сопротивление трения при наружном расположении заклепочного шва, обтекаемого со стороны потайных головок заклепок;

- увеличивается прочность на отрыв соединения обшивки с профилем;

- улучшается защита заклепочного шва от внешних механических повреждений, что особенно важно для конструкций лодок и поплавков;

Рис. 3.2. Заклепочное соединение листов с помощью гнутых (а) и прессованных (б) уголков

- улучшаются условия эксплуатации защитных покрытий конических головок заклепок;

- улучшается герметичность шва благодаря возможности нанесения герметика под конические головки заклепок;

- увеличивается поверхность смятия листа и заклепки со стороны конической головки;

- при подштамповке тонкого листа под коническую головку увеличивается прочность соединения на срез вследствие включения листа в работу на срез.

3.2 Расчет и конструирование заклепочных соединений

В заклепочном соединении материал заклепки работает на срез и смятие, а материал соединяемых деталей -- на смятие, срез и растяжение (или сжатие). Для того чтобы соединение было наиболее легким по весу, необходимо соблюдение условия равнопрочное™ соединения на все виды нагружений. Избыточная прочность на какой-нибудь вид нагружения приводит лишь к перетяжелению конструкции, так как в этом случае разрушение произойдет при другом виде нагружения, для которого не обеспечена избыточная прочность.

Полагая заданной толщину д листа или склепываемой детали, определяемую из общего расчета конструкции, найдем рациональное соотношение размеров диаметра d заклепки, шага t заклепок и расстояние е от края в зависимости от толщины склепываемых деталей (рис3.3).

Рациональное отношение d/д

Сила, срезающая заклепку (для односрезной заклепки):

(1)

где -- расчетное напряжение среза заклепки.

Сила смятия листа или заклепки

(2)

где расчетное напряжение смятия листа (или заклепки).

Так как в уравнение среза (1) входит лишь одно неизвестное--диаметр заклепки d, то расчет на прочность следует начинать с этого уравнения.

Из условия равнопрочное по срезу и смятию (Рср = ) для односрезной заклепки получим

(3)



Рис3.3 Заклепочное соединение:

а - внахлестку; б -срез листа; в - истинная картина среза листа; е-растяжение поперек шва; д-срез вдоль шва.

Для листа из сплава Д16 расчетное напряжение смятия = 60 кГ\мм2 принимая для заклёпки =24 кГ/мм2, для односрезной заклепки получим

d/ = 3,18.

Для двухсрезной заклепки (срез по двум плоскостям поперечного сечения заклепки) сила среза заклепки

(4)

Из условия равнопрочности получим d/ = 1,59. Для листа из материала Д16 с односрезной заклепкой из материала В65 (=32 кГ/мм2) -- d/ = 2,38, а с двухсрезной заклепкой из того же материала -- d/ = 1,19.

Способы изготовления обшивки с увеличенной толщиной в месте расположения заклепок

Обшивка с местным увеличением толщины может быть изготовлена следующими способами.

Штамповка. В этом случае расположение утолщений может быть произвольным (рис. 3.3,а).

Прессование. В этом случае утолщения должны быть расположены параллельно направлению прессования (см. рис 3.3,б).

Механическое фрезерование.

Травление, или химическое «фрезерование». В этом случае расположение утолщений произвольное.

Комбинированный метод (штамповка и последующее травление или прессование и последующее травление).

Основной технологической операцией является штамповка или прессование. Расположение утолщений определяется основной операцией. Последующее травление применяется для доведения толщины до требуемой малой величины, недоступной основной операции.

3.3 Учет изгибных напряжений в работе соединений

Соединения листов внахлестку

При действии растягивающей или сжимающей силы (рис. 3.4, а) листы деформируются и в них возникают напряжения изгиба вследствие наличия эксцентриситета

При эксцентриситет е = .

Растягивающая сила Р создает напряжение растяжения

(5)

где l -- ширина листа в направлении, нормальном к плоскости чертежа.

Рис. 3.4. Изгиб листов, склепанных внахлестку:

а--исходное положение; б--предельное состояние при растяжении поперек шва.

Изгибающий момент

вызывает в листе напряжение изгиба

(6)

(7)

момент сопротивления.

Из выражений (6) и (7) получаем

(8)

Сравнивая (5) и (8), видим, что

Следовательно, напряжение изгиба, возникающее в соединениях внахлестку двух листов равных толщин, в 6 раз превышает нормальное напряжение растяжения или сжатия. Суммарное напряжение изгиба и растяжения (или сжатия)

Таким образом, становится равным разрушающему уже в том случае, когда =/7. Это явление тем опаснее, чем более хрупким является материал соединяемых листов. Действительно, при малой пластичности материала разрушение начнется при малых значениях относительных деформаций е и, следовательно, при малых изгибных напряжениях. Если же материал достаточно пластичен, то по мере роста деформации изгиба эксцентриситет будет уменьшаться и вместе с тем будет уменьшаться и момент, стремясь к нулю при е = 0. В этом случае (см. рис. 5.б) заклепочное соединение будет работать не только на сдвиг от силы , но и на отрыв силой

Найдем величину угла поворота места стыка листов при эксцентриситете, равном нулю (см. рис. 5,б).

Очевидно,

(9)

Согласно выражению (), полагая b = 2е, имеем

(10)

где-- напряжение смятия листа под заклепкой;

-- напряжение среза листа. Отношение

(11)

где -- напряжение среза материала заклепки.

Исключая d из выражений (10) и (11), получим

(12)

(13)

Таким образом, для заклепочного соединения листов внахлестку величина , а следовательно, и sin зависят лишь от материала листов и заклепки и не зависят от толщины листов и параметров шва (отношения шага к диаметру заклепки).

Так, для материала листа Д16-Т и заклепки В65 при = 60 кГ/мм2; = 24 кГ/мм2; и = 32 кГ/мм2 получим =8,35; = 0,12; = 6°53'; 0,99. Сила среза заклепки

Сила отрыва заклепки

Р - сила, растягивающая лист на длине l;

m - число заклепок на той же длине. Для стального листа с характеристиками в=110 кГ/мм2, =165 кГ/мм2; = 70 кГ/мм2; =40 кГ/мм2 получим А = 17,65; = 0,0566; = 3°14'; = 0,998. Сила среза заклепки

Сила отрыва заклепки

Как видим, сила отрыва заклепки значительно меньше силы среза. Однако в рассматриваемом случае имеет место неравномерный отрыв, так называемый подрыв. Кроме того, заклепка работает на отрыв значительно хуже, чем на срез, а на подрыв еще хуже. Поэтому следует избегать подрыва при конструировании заклепочного соединения.

Применению деталей крепежа из высокопрочных алюминиевых сплавов в самолётостроении, в частности из сплава В95П, препятствует их недостаточная технологическая пластичность в окончательно термообработанном состоянии. Так, при постановке заклёпок на изделие (при их расклёпывании) зачастую отмечается образование трещин на замыкающих головках даже после старения по режиму максимального перестаривания Т3, предложенного в работе [1].

Одной из возможных причин недостаточной технологической пластичности проволоки из сплава В95П может быть неполное выделение из алюминиевой матрицы сплава элеменов-антирекристаллизаторов (в данном случае, марганца и хрома, примесь железа также играет роль элемента-антирекристаллизатора).

Известно [2], что элементы-антирекристаллизаторы растворяются в алюминиевой матрице в процессе кристаллизации слитка, а последующие нагревы (в том числе гомогенизация слитка, нагрев для обработки под давлением и, наконец, нагрев под закалку) приводит к распаду твёрдого раствора с образованием дисперсных выделений интерметаллидов, создающих так называемый «барьерный эффект», который затрудняет прохождение процесса рекристаллизации.

В работе [3], было показано, что при гомогенизации слитков алюминиевых сплавов распад пересыщенного твёрдого раствора элеменов-антирекристаллизаторов в алюминии может быть неполным и что степень этого распада зависит не только от режимов гомогенизации, но и от множества других факторов, в частности, от природы сплава и содержания в нём легирующих компонентов. Можно ли ожидать, что полное выделение элеменов-антирекристаллизаторов из алюминиевой матрицы может произойти при последующих нагревах для обработки давлением и под закалку, которое и по температурному уровню и по продолжительности значительно ниже гомогенизационного отжига.

Если предположить, что к моменту закалки алюминиевая матрица сплава ещё не полностью освободилась от растворённых в ней атомов элеменов-антирекристаллизаторов, то их полному выделению может способствовать увеличение продолжительности нагрева под закалку, так как этот нагрев осуществляется после всех этапов деформирования.

Целью настоящего исследования является разработка методики испытаний заклёпочных соединений под напряжением. Заклёпки, устанавливаемые в заклёпочное соединение, подвергались термической обработке по разработанной и апробированной технологии термической обработки проволоки из высокопрочного алюминиевого сплава В95П (закалка + двухступенчатое старение: 393 °К - 3 ч. + 453 °К - 15 ч.) и по предлагаемой технологии (отжиг при 733 °К - 10 ч. с последующей закалкой и старением по тому же стандартному режиму) [4]. Образование замыкающей головки осуществлялось по стандартному технологическому процессу.

Существует методика испытаний заклёпочных соединений и заклёпок на статическую прочность. Этот метод заключается в статическом растяжении четырёхточечных заклёпочных соединений. Испытаниям подвергаются заклёпочные соединения, полученные стандартным путём в соответствии с производственной инструкцией.

Образец крепится в рабочую зону растяжной машины типа FT-100, и проводятся испытания на растяжение. Результаты, полученные после испытаний четырёхточечного соединения, делятся на четыре. Таким образом получим статические напряжения, приходящиеся на одну заклёпку в заклёпочном соединении.

Недостатком данного метода является то, что заклёпочное соединение подвергается радиальным напряжениям. В конструкции самолётов, а именно - в заклёпочных соединениях, встречаются как радиальные, так и осевые напряжения. Но одновременно воздействовать на заклёпочные соединения и радиальными, и осевыми напряжениями очень трудно.

Взамен рассмотренного метода предлагается другой метод испытаний заклёпочных соединений, предусматривающий воздействие на заклёпочное соединение равнодействующей силы от радиальных и осевых усилий. Схема метода испытаний заклёпочного соединения под напряжением представлена на рис.3.5.

Преимуществом предлагаемого метода является то, что в качестве деталей для крепления используется детали, изготовленные из листового материала, применяемого в конструкциях летательных аппаратов.

Схема воздействия сил, действующих на заклёпочное соединение, представлен на рис.3.6. Расчёт усилий, действующих на заклёпочное соединение, можно выполнять с результирующей силой R.

Рис 3.5. Схема метода испытаний заклёпочного соединения под напряжением.



Рис 3.6. Схема расположения сил, действующих на заклёпочное соединение.

Заклёпки для клёпки образцов изготавливали по существующей технологии с применением разработанной технологии термической обработки [2, 3]. Клёпку осуществляют на настольно-пневматическом прессе ПНП-5,5. Часть образцов была выполнена согласно требованиям на клёпку по действующей производственной инструкции (размеры замыкающей головки контролировали по шаблону), другая часть - с размерами замыкающей головки, несколько большими допустимых по диаметру и меньшими по высоте, т.е. заклёпка сдеформирована со степенью деформации большей, чем допустимая (=67 %). Такая деформация условно названа "переклёпом". Угол наклона б = 23є.

Результаты расчётов заклёпочных соединений представлены в таблицах.

-- расчетное напряжение среза заклепки представлено в таблицах 3.2, 3.5, 3.6. 3.7.

От этой формулой определение

расчетное напряжение смятия листа (или заклепки).

-сила смятия листа или заклепки представлено в таблицах 6.2, 6.6, 6.7. 6.8.

S=0,022 толщина листа

заклепочное соединение будет работать не только на сдвиг от силы

,

но и на отрыв силой

є sin 0,382 cos 0,923

P- Сила, срезающая заклепку (для односрезной заклепки): представлено в таблицах 3.2, 3.6, 3.6. 3.7.

T=1571 H N=650 H

3.4 Изменение результатов расчёта заклёпочных соединений по предлагаемой схеме

Из расчётов видно, что с ростом диаметра стержня заклёпки величина касательных напряжений уменьшается. Применение предлагаемого метода испытаний заклёпочных соединений под напряжением позволит максимально приблизить условия эксперимента к реальным условиям, в конструкциях летательных аппаратов.

Далее предстоит провести сравнительный анализ расчётных и экспериментальных результатов.

Таблица 3.1

Результаты расчёта заклёпочных соединений, скреплённых под углом 23є, по предлагаемой конструкции соединения

d, м	Число заклёпок, m	Сопротивление срезу,фср, МПа	Рср, Н	Т сдвиг, H	N отрыв, H
0,005	4	318	6241	1440	596
0,005	4	307	6025	1390	575
0,005	4	301	5907	1363	564
0,005	4	299	5868	1354	560
0,005	4	383	7516	1734	718
0,005	4	280	5495	1268	525
0,005	4	302	5927	1368	566
0,005	4	286	5613	1295	536
0,005	4	284	5574	1286	532
0,005	4	276	5417	1250	517
0,005	4	277	5436	1254	519
0,005	4	248	4867	1123	465
0,005	4	239	4690	1082	448
0,005	4	297	5829	1345	557
0,005	4	278	5456	1259	521
0,005	4	279	5475	1263	523
0,005	4	273	5358	1236	512
0,005	4	270	5299	1223	506
0,005	4	248	4867	1123	465
0,005	4	241	4730	1091	452
0,005	4	285	5593	1291	534
0,005	4	274	5377	1241	514
0,005	4	276	5417	1250	517

Таблица 3.2

Результаты расчёта напряжения смятия заклёпок и листов в заклёпочных соединениях

d, м	Р, H	Сопротивление срезу,фср, МПа	S, м	усм, MПа
0,005	70000	318	0,022	636
0,005	80000	307	0,022	727
0,005	85000	301	0,022	773
0,005	70000	299	0,022	636
0,005	70000	383	0,022	636
0,005	74000	280	0,022	673
0,005	57500	302	0,022	523
0,005	55000	286	0,022	500
0,005	55000	284	0,022	500
0,005	60000	276	0,022	545
0,005	65000	277	0,022	591
0,005	65000	248	0,022	591
0,005	65000	239	0,022	591
0,005	50000	297	0,022	455
0,005	55000	278	0,022	500
0,005	50000	279	0,022	455
0,005	55000	273	0,022	500
0,005	55000	270	0,022	500
0,005	58000	248	0,022	527
0,005	60000	241	0,022	545
0,005	52000	285	0,022	473
0,005	53000	274	0,022	482
0,005	65000	276	0,022	591

Таблица 3.3

Влияние степени деформации при однократном волочении в свежезакалённом состоянии и режимов старения на статическую пластичность и сопротивление срезу проволоки из сплава В95П

d, м	число заклёпок, m	Сопротивление срезу,фср, Мпа	Рср, Н	Т сдвиг, H	N отрыв, H
0,005	4	6810	347	1571	650
0,005	4	6359	324	1467	607
0,005	4	6653	339	1535	635
0,005	4	6280	320	1449	600
0,005	4	6359	324	1467	607
0,005	4	6280	320	1449	600
0,005	4	5358	273	1236	512
0,005	4	5044	257	1164	482
0,005	4	6025	307	1390	575
0,005	4	5986	305	1381	572
0,005	4	5220	266	1205	499
0,005	4	5004	255	1155	478

Таблица 3.4

Результаты расчёта напряжения смятия заклёпок и листов в заклёпочных соединениях

d, м	Рсм, Н	фср, Мпа	S, м	усм, MПа
0,005	60000	347	0,022	545
0,005	60000	324	0,022	545
0,005	65000	339	0,022	591
0,005	60000	320	0,022	545
0,005	65000	324	0,022	591
0,005	70000	320	0,022	636
0,005	65000	273	0,022	591
0,005	65000	257	0,022	591
0,005	42500	307	0,022	386
0,005	45000	305	0,022	409
0,005	55000	266	0,022	500
0,005	65000	255	0,022	591

Таблица 3.5

Влияние режима отжига и степени нагартовки при волочении (после отжига) на технологическую пластичность и сопротивление срезу проволоки из сплава В95П

d, м	Число заклёпок, m	Сопротивление срезу,фср, Мпа	Рср, Н	Тсдвиг, H	Nотрыв, H
0,005	4	2963	151	684	283
0,005	4	3022	154	697	289
0,005	4	3238	165	747	309
0,005	4	3042	155	702	290
0,005	4	3140	160	725	300
0,005	4	3317	169	765	317
0,005	4	2944	150	679	281
0,005	4	3003	153	693	287
0,005	4	3160	161	729	302
0,005	4	3140	160	725	300
0,005	4	2963	151	684	283
0,005	4	3022	154	697	289

Таблица 3.6

Результаты расчёта напряжения смятия заклёпок и листов в заклёпочных соединениях

d, м	Рсм, Н	фср, Мпа	S, м	усм, MПа
0,005	35000	151	0,022	318
0,005	27500	154	0,022	250
0,005	20000	165	0,022	182
0,005	29000	155	0,022	264
0,005	22500	160	0,022	205
0,005	20000	169	0,022	182
0,005	23000	150	0,022	209
0,005	20000	153	0,022	182
0,005	17500	161	0,022	159
0,005	11500	160	0,022	105
0,005	25000	151	0,022	227

Таблица 3.7

Влияние режима отжига и степени деформации при волочении (после отжига) на технологическую пластичность и сопротивление срезу проволоки из сплава В95П в окончательно термообработанном состоянии

d, м	m	Рср, Н	фср, Мпа	Тсдвиг, H	N отрыв, H
0,005	4	3022	154	697	289
0,005	4	3238	165	747	309
0,005	4	3179	162	734	304
0,005	4	3140	160	725	300
0,005	4	3317	169	765	317
0,005	4	3297	168	761	315
0,005	4	3003	153	693	287
0,005	4	3160	161	729	302
0,005	4	3140	160	725	300
0,005	4	3022	154	697	289
0,005	4	3160	161	729	302
0,005	4	3140	160	725	300

Рекристаллизованная структура полуфабрикатов влияет на силы, действующих на заклёпочное соединение Тсдвиг и Nотрыв и стабильно растут в пределах 693-765Н и 289 - 309 Н соответственно.

Таблица 3.8

Результаты расчёта напряжения смятия заклёпок и листов в заклёпочных соединениях

d, м	Рсм, Н	фср, МПа	S, м	усм, MПа
0,005	35000	154	0,022	318
0,005	27500	165	0,022	250
0,005	20000	162	0,022	182
0,005	29000	160	0,022	264
0,005	22500	169	0,022	205
0,005	20000	168	0,022	182
0,005	23000	153	0,022	209
0,005	20000	161	0,022	182
0,005	17500	160	0,022	159
0,005	11500	154	0,022	105
0,005	25000	161	0,022	227
0,005	19000	160	0,022	173

Из приведённых расчётов видно, что с ростом сопротивления срезу образцов, расчётные результаты также увеличиваются. Это можно объяснить тем, что в результате предварительных термомеханических обработок проволоки на заключительных стадиях деформирования получили мелкозернистую рекристаллизованную структуру полуфабрикатов.

Заключение

1. Изучена и проанализирована опубликованная до настоящего времени литература, посвящённая проблеме улучшения структуры и комплекса свойств деформируемых алюминиевых сплавов. Показано, что наилучшими характеристиками пластичности обладают полуфабрикаты с мелкозернистой рекристаллизованной структурой, а также влияют дисперсность нарастворимых интерметаллидов.

2. Температурный интервал деформаций алюминиевых сплавов, определяемый действующими производственными инструкциями, обеспечивает лишь максимальную технологическую пластичность полуфабрикатов.

3. Для получения однородной по объёму и рекристаллизованной структуры рекомендованы следующие способы деформации на завершающей стадии формообразования:

- диапазон температур 570 - 610 К со степенями деформации не менее 20% и с последующей закалкой и старением по стандартным режимам;

- в свежезакалённом состоянии со степенями деформации не менее 20% с последующей окончательной закалкой и старением по стандартному режиму.

4. Проведённые расчёты показали, что с ростом сопротивления срезу показатели напряжения под смятием также значительно растёт, достигая 250МПа.

5. Применение в образцах для испытаний элементов, изготовленных из сплава, применяемого в конструкциях летательных аппаратов, позволяет наиболее максимально приблизить результаты исследований к реальным.

Литература

1. И.А.Каримов Узбекистан Выступление на открытии международной конференции «Подготовка образованного и интеллектуально развитого поколения - как важнейшее условие устойчивого развития и модернизации страны»

2. ББК 39.53 УДК 629.7.017.1(075) Надежность и безопасность палетов Издательство «Машиностроение», 1985 г.

3. Фридляндер И.Н. Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы. - М.: Оборонгиз, 1960. - 290 с.

4. Козловская В.П.и др.Влияние степени рекристаллизации на механические свойства прессованных профилей из сплава Д1, Д16, АК- 8. МИТОМ. 1974, №6, с. 15...20.

5. . Добаткин В.И. О структурном упрочнении алюминиевых сплавов. - В кн. Металловедение лёгких сплавов. М.: 1965, c.l 16...124.

6. Рабинович М.Х. Термомеханическая обработка алюминиевых сплавов. - М.: Машиностроение, 1972, 160 с.

7. Вайнблат Ю.М., Ланцман П.Ш. Влияние температурно-скоростных условий деформации на структуру сплава АК8 после термической обработки. - Технология лёгких сплавов, 1973, №7, с.9...13.

8. Вайнблат Ю.М., Ланцман П.Ш., Шармагин А.А. Диаграммы структурных состояний горячедеформированных алюминиевых сплавов. - Изв. высш. учебн. заведений, Цветная металлургия. 1974, №4, с.155...160.

9. Вайнблат Ю.М. и др. Основы получения штамповок из алюминиевых сплавов с полигонизованной структурой. - В кн. Металловедение и технология лёгких сплавов. М., 1976, с.60...66.

10. Zheng Ziqiao, Guo Jinlong. Влияние TO на вязкость разрушения сплава Al-Li-Cu-Mg-Zr./J.Cent. S. Inst. Min. and Met. - 1992. - 23.N1. - c.66.,.71. Кит. Англ.

11. Дерягин Г.А. Структура и усталостные свойства алюминиевых сплавов при различном нагруженном состоянии, А.П. №7, 1981, с. 58...61.

12. Bakez Colin. New developments in aluminum alloys. - Sheet Metal. Inst, 1974, 51, №12, p.762...764, 771.

13. Griffith W.M. Recent developments in high strength aluminum alloys for aerospace aplication. - Maber and Process. - Serw. Perform. 9th Nat. Sampe Techn. Conf., Atlanta, Ga, 1977, Vol, 9, Arusa, Calif, 1977, р.15...26.

14. Wauhill R.J.H. Microstructurall influences an fatugue and fractur resistance in high strength structural materials. - Eng. Fract. Mech., 1978, 10, №2, p.337...357.

15. Duratti M., Di Russo E. Fasi secondarie structure di precipitazione e tenacita di leghe 7000 adi elevata resistenza, - aluminio, 1979, 48, №1, s.31.,.46.

16. Secllacek V. Einige fer die anwendnuy der Brucmechanik an A1 - Legirungin -Freiberg. Farshungsh, 1980, 13, №214, Teil2, s.65.

17. Дриц M.E., Гук Ю.П., Герасимова Л.П. Разрушение алюминиевых сплавов. - М.: Наука, 1980, с.220.

18. Кудряшов В.Т., Телешев В.В. Структура и вязкость разрушения полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. - В кн. Проблемы разрушения металлов, М., 1980, с.45...54

19. Кудряшов В.Т., Телешев В.В. Структура и вязкость разрушения полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. - В кн. Проблемы разрушения металлов, М., 1980, с.45...54.

20. Gussner Е., Matschke Ch.-L., Ostermann Н. Aluminium -Kuetli- gurungen als konstruktion - swerkstoffe fur schwingbeauspruchte Bantcile, - Aluminium (BRD), 1976, 52, №4, s.238.,.243.

21. Шилова Е.И. Алюминиевый сплав В65 для заклёпок. Филиал ВИНИТИ, 1958, ПНТПО, №14-58-121, 48 с.

22. Фридляндер И.Н., Ткаченко E.A., Матвеец E.H. Влияние железа на структуру и свойства алюминиевого сплава типа В93пч. МИТОМ, 1981, №2, C.747...49.

23. Промышленные деформируемые, спечённые и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство, М.: Металлургия, 1972, с. 469...470.

24. Новожилов В.Г., Мишин В.И. Алюминиевые сплавы в широкофюзеляжных самолётах. - В сб.: Металловедение алюминиевых сплавов. М.: Наука, 1985, с. 18...22.

25. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1974, 432 с.

26. Промышленные алюминиевые сплавы. Справочник под ред. Ф.И. Квасова и И.Н.Фридляндера, М.: Металлургия, 1980.

27. Андреев Г.Н. и др. Влияние содержания примесей на механические свойства и вязкость разрушения сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu. - В кн.: Вопросы судостроения. JL: Судостроение, 1980, С.40...47.

28. Телешев В.В., Кудряшов В.Г. К применению металлографических методов для анализа зависимости вязкости разрушения полуфабрикатов из алюминиевых сплавов от их структурного состояния. - Проблемы прочности, 1981, №1, с.74...79.

29. А.с. №128014 (СССР). Высокопрочный алюминиевый деформируемый сплав. /В.И.Хольнова, И.Н.Фридляндер и др. Опубл. в Б.№. 1960, №10.

30. Фридляндер И.Н., Хольнова В.И., Елагина З.И. Влияние примесей железа и кремния на микроструктуру сплава В93. - В кн.: Алюминиевые сплавы, вып.З, М., 1964, с.145...152.

31. А.с. №884337 (СССР). Способ термической обработки алюминиевых сплавов. /Н.Н.Черкасов, Е.Л.Шиф, А.Я.Черняк и др. Зарегестрир. в Госреестре изобретений СССР 21.07

32. Yamada Hajime, Janake Jakio. Effekts of Cr, Mn and Zr on recristallized grain size of Al-Mg-Zn alloys./Met. Abstr. Light Met.and Alloys. Vol. 22 (1988 - 1989) - Osaka, 1989. - c.121.,.123. Англ.

33. Yamada Hajime, Janaka Jakio. Влияние Cr, Mn и Zr на размер зерна рекристаллизованных сплавов Al-Zn-Mg. Я. Jap. Inst. Light Metals. - 1989.- 39, №1. - с.32...37. - Яп.

34. А.с. №1412355. Способ термической обработки заклёпочной проволоки из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu. /Е.Л.Шиф, А.Я.Черняк, Н.И.Колобнев - Зарегестрир. В Госреестре изобретений СССР, 1988, ДСП.

35. Фридляндер И.Н., Сенаторова О.Г. Влияние железа и кремния на свойства и структуру алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu. Докл. на международной конференции в ВНР, 22-26 мая 1989 г.

36. Научно-технический отчёт по х/д № 41/86 "Оптимизация сплава и режимов обработки сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu для изготовления деталей крепежа." № Госрегистрации 01.86.0087732, ДСП.

37. Хольнова В.И. Высокопрочный ковочный алюминиевый сплав В93. - В кн.: Алюминиевые сплавы, вып.5, М., 1968, с.169...181.

38. Хольнова В.И. Высокопрочный ковочный алюминиевый сплав В93. - В кн.: Алюминиевые сплавы, вып.5, М., 1968, с.169...181.

39. Галацкая И.К., Фридляндер И.Н., Бобылёва A.M. Влияние содержания железа на механические свойства и структуру сплава В93. - Тр.1 Всесоюзной конференции по высокопрочному ковочному сплаву В93, Ташкент, 1969, с.49.,.58.

40. Фридляндер И.Н. и др. Влияние железа на структуру и свойства ковочного алюминиевого сплава В93. - В кн.: Процессы обработки лёгких и жаропрочных сплавов. М., 1981, с.91...96.

41. Технологическая инструкция на производство заклёпочной проволоки из алюминиевых сплавов авиационного назначения.

42 Kaspar R., Pawelski O. Warmumformung zur Verkurzung der Prozebzeiten in Stahl. /Harter. - techn. Mitt. - 1989. - 44. №2. - c.61.,.66. Нем.

43 А.с. №792979 (СССР). Способ получения изделий из алюминиевых сплавов. /А.Я.Черняк, Е.Л.Шиф и др. Зарегестрир. в Госреестре изобретений СССР 01.09.80.

44 Фридляндер И.Н. и др. Высокопрочные сплавы с цинком, магнием и медью. В кн.: Промышленные алюминиевые сплавы. 2 изд. М.: Металлургия, 1984, С.121...154.

45 Туманов А.Г., Фридляндер И.Н. Применение алюминиевых сплавов в конструкциях летательных аппаратов. В кн.: Применение алюминиевых сплавов. 2 изд. М.: Металлургия, 1985, с.112...162.

46 Фридляндер И.Н. и др. Влияние циркония, железа и кремния на свойства полуфабрикатов из сплава В93. - Приложение к АП, 1975, №2, с.15...17.

47 Рабинович М.Х. ВТМО алюминиевого сплава В93пч с использованием режимов смягчающего старения. Технология лёгких сплавов, 1977, №8, с.15...19.

48 Фридляндер И.Н. и др. Режимы старения сплавов В93 и В95. Цветные металлы, 1974, №6, с.63...64.

49 Металловедение алюминия и его сплавов. /Под общим ред.И.Н. Фридляндера и др. М.: Металлургия, 1971, 352 с.

50 Келли А., Никлсон Р. Дисперсное выделение - М.: Металлургия, 1966, 300 с.

51 Рабинович М.Х., Лотфуллин Р.Л., Добролюбов В.И. Влияние ВТМО на развитие деформации и разрушения в сплаве В93 при растяжении. - В кн.: Металловедение и литьё лёгких сплавов, М., 1977, с. 136... 147.

52 Колобнев Н.И., Губарева Т.Ф., Тимонин Г.Д. и др. Алюминиевые сплавы для высокопрочного крепежа//Технология лёгких сплавов. 1982. №7. С. 8-10.

53 Патент № 4319. (Республика Узбекистан). Способ термомеханической обработки проволоки из термически упрочняемых алюминиевых сплавов. Шиф Е.Л., Штеренгарц А.Г., Абдужабаров Н.А.// Б.№2. 1997.

54 Абдужабаров Н.А. Влияние режимов закалки на статическую прочность заклёпочных соединений и заклёпок из сплава В95П. - Ташкент, ФАН, Узбекский журнал «Проблемы механики», №1, 2000 г.

55 Гиммельфарб А.Л Основы конструирования в самолетостроении. М.: Машиностроение. 1971.

56 . Дадамухамедова Н.Ф., Абдужабаров Н.А. Разработка методики испытаний заклёпочных соединений под напряжением. Ташкент, ТГТУ, РНТК «Роль одарённой молодёжи в развитии науки и технологий», 16-18 апреля 2012 г. (находится в печати).

57 Дадамухамедова Н.Ф., Абдужабаров Н.А. Испытания заклёпочных соединений под напряжением. Ташкент, ТГТУ, РНТК «Роль одарённой молодёжи в развитии науки и технологий», 16-18 апреля 2012 г. (находится в печати).

Размещено на Allbest.ru

...