一种含带状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构的制作方法

本实用新型属于金属损伤研究技术领域，尤其涉及一种含带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。

技术实现要素：

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：一种含带状裂纹抑制区的高损伤容限型金属连接结构，其包括至少一个第一层板和至少一个第二层板；

第一层板上设有第一连接孔，在第一连接孔周围设有第一带状区，及第一带状区两侧设置有第一延展区；

第二层板上设有与第一连接孔孔径相同的第二连接孔，在第二连接孔周围设有第二带状区，及第二带状区两侧设置有第二延展区；

第一带状区与第二带状区宽度不同，第一层板与第二层板间隔设置且用连接件穿过第一连接孔和第二连接孔将第一层板与第二层板连接。

进一步地，第一带状区与第二带状区涂抹止焊剂。

进一步地，第一延展区与第二延展区不涂抹止焊剂。

进一步地，第一带状区和第一延展区对称设置于第一层板的两面；第二带状区和第二延展区对称设置于第二层板的两面。

进一步地，连接第一层板和第二层板时，第一带状区平行于第二带状区。

本实用新型的含带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带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第一层板与第二层板示意平面图。

附图标记

10-第一层板，11-第一连接孔，12-第一带状区，13-第一延展区；

20-第二层版，21-第二连接孔，22-第二带状区，23-第二延展区；

30-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带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带状形式的止焊剂，以达到预置“带状裂纹抑制区”的目的。

具体的如图1和图2所示的实施例，其包含三个第一层板10和两个第二层版20，第一层板10和第二层版20将连接孔位置对齐后穿入螺栓紧固件，而由于在使用过程中会产生裂纹30，裂纹30会影响多层金属板连接结构的寿命及强度，因此在第一层板10的第一连接孔11周围涂抹一层带状的第一带状区12，第一带状区12涂抹止焊剂，第一带状区12可以一定程度上起到抑制裂纹拓展的目的，之后第一带状区12的外侧再设置带状的无止焊剂的第一延展区13。相应的在第二层版20的第二连接孔21周围也涂抹一层带状的第二带状区22，第二带状区22涂抹止焊剂，并在第二带状区22的周围也设置第二延展区23，不过两者不同的是第一带状区12与第二带状区22的宽度不同，因此使得在第一层板10和第二层板20以连接孔为中心穿入连接件接触后，第一层板10与第二层板20的延展区域会不同(参战图2中虚线所示)。在多层金属板使用产生裂纹30后，裂纹30首先会沿着第一层板10的止焊区域开裂，当裂到第一层板10的延展区域时，由于没有设置止焊剂裂纹会加速裂开，但是第一层板10的延展区域对应着第二层版20的止焊区域，因此裂纹30会向下传递给第二层板20的止焊区域，第二层板20的止焊区域降低了裂纹的开裂速度，并沿着第二层板20的带状区域开裂，当裂到第二层板20的延展区时，裂纹30又向下传递给第一层板10的带状区域，继续降低开裂速度，依次类推，直至第一层板10和第二层板20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，可以在第一带状区12和第一延展区13对称设置于第一层板10的两面，以及第二带状区22和第二延展区23对称设置于第二层板20的两面。

本实用新型的含带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，预置带状的裂纹抑制区，当裂纹扩展到带状裂纹抑制区时，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。