Спосіб підвищення сталості тонколистових конструкцій створенням металургійних ребер жорсткості

Реферат: Спосіб підвищення сталості тонколистових металевих конструкцій створенням металургійних ребер жорсткості включає створення в напружених ділянках виробів необхідних залишкових напружень. Застосовують спеціальний розподіл потужності лазерного променя в його перерізі. Отримують близький до циліндричного розподіл температур по всьому перерізі матеріалу. UA 78542 U (12) UA 78542 U UA 78542 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до технології лазерної обробки листових матеріалів та може використовуватися для програмованого поліпшення деталей. Нині відомий спосіб виготовлення тонколистових конструкцій підвищеної жорсткості, що включає утворення елементів жорсткості у вигляді спеціальних ребер жорсткості, різних потовщень, видавлених напівциліндричних заглиблень, окантовок, відбортовок, та ін. їх форма, розташування по поверхні залежать від виду навантаження, розмірів конструкції, величини та напрямку дії зусилля навантаження (Донелл Л.Г, Балки, пластины и оболочки / пер з англ. Л.Г.Корнійчука - М.: Наука, 1982.-32 с.). Недоліком даного способу є збільшення маси та габаритних розмірів конструкції. Іншим відомим способом є спосіб виготовлення тонколистових конструкцій підвищеної жорсткості, що включає утворення в їх матеріалах елементів чи вузлів жорсткості шляхом використання композитних матеріалів (Композиционные материалы в машиностроении / Ю.А. Пилиповський, Т.В. Грудина, А.В. Сапожникова и др. - К.: Техника, 1990.-41 с.). Головним недоліком є: обмеження допустимих зусиль навантаження внаслідок утворення тріщин, обумовлених виникненням в композитних матеріалах пікових залишкових напружень, обмежений вибір композитних матеріалів, висока трудомісткість процесу. Найбільш близьким способом є спосіб виготовлення тонколистових конструкцій підвищеної жорсткості, що включає утворення в їх матеріалах елементів чи вузлів жорсткості, які утворюються при обробці визначених ділянок конструкції внаслідок формування у матеріалі залишкових напруг, які рівні за величиною та характером розподілу і протилежні за знаком максимальним робочим пружнім напругам, а залишкові напруги формують під дією принаймні однієї з обробок: лазерної обробки, ультразвуку, пластичного деформування та їх комбінацій (Патент МПК В23К 26/00, 25.09.2009). Недоліком згаданого способу є те, що обробка, яка проводилася на матеріалі, не дає рівномірного розподілу температур по всій товщині матеріалу (Фіг. 1) та потребує двосторонньої обробки. Внаслідок цього може виникнути неврівноваженість напружень та небажана деформація листового матеріалу. Задачею корисної моделі є розроблення способу підвищення жорсткості у матеріалі задля протистояння конструкції чи її елементів зовнішнім навантаженням та уникнення при цьому небажаних деформацій. Поставлена задача вирішується тим, що за допомогою лазерного опромінення та керування розподілом потужності в перерізі лазерного променя в матеріалах створюються металургійні ребра жорсткості. Новим є те, що обробка здійснюється з однієї сторони деталі за рахунок керування розподілом потужності в перерізі лазерного променя при виготовленні тонколистових конструкцій підвищеної жорсткості, що передбачає створення в металевих матеріалах на строго певних ділянках конструкції залишкових напруг, рівних за величиною і протилежних за знаком максимальним пружним напруженням, які виникають на цих ділянках під час дії робочих навантажень, обумовлених роботою деталі в складі виробу в процесі експлуатації. Спосіб дозволить, залежно від пріоритету, підвищити жорсткість або величину припустимих навантажень, знизити матеріалоємність виробу. Для досягнення цього результату пропонується цілеспрямовано створювати в напружених ділянках виробів, шляхом їх локального лазерного нагрівання, необхідні залишкові напруження. Керувати величиною, знаком, характером розподілу напружень можна, змінюючи технологічні параметри лазерної обробки (потужність випромінювання, розміри і форму зони нагріву, час і кількість термічних впливів, форму променя) та режими випромінювання (імпульсний, безперервний). Таким чином за допомогою спеціального розподілу потужності лазерного променя в його перерізі (Фіг. 3), що досягається за рахунок використання спеціальних оптичних пристроїв або при накладанні масок на вихід світловоду, ми отримаємо близький до циліндричного розподіл температур по всьому перерізі матеріалу (Фіг. 2). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Спосіб підвищення сталості тонколистових металевих конструкцій створенням металургійних ребер жорсткості, що включає створення в напружених ділянках виробів необхідних залишкових напружень, який відрізняється тим, що застосовують спеціальний розподіл потужності лазерного променя в його перерізі, отримують близький до циліндричного розподіл температур по всьому перерізі матеріалу. 1 UA 78542 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2