Desain program rongga berdinding tipis
Rongga berdinding tipis paduan titanium mengadopsi desain struktural tiga lapis yang inovatif: Lapisan luar adalah 0. 3mm-setebal 316L Stainless Steel Tube Tipik Tipis, Lapisan Tengah adalah TC4 Titanium Alloy Liner Skeleton, dan lapisan dalam adalah ultra-high-high-high. Kerangka liner memiliki penampang berbentuk landasan dan difiksasi dengan 11 iga yang berjarak merata dan batang pengikat di bagian atas dan bawah untuk membentuk struktur yang stabil. Untuk mencegah pergerakan longitudinal kerangka liner, penentuan lekukan pemosisian dengan kedalaman 0. 7 mm didistribusikan pada interval yang sama di bagian atas dan bawah tabung berdinding tipis.
Mempertimbangkan biaya pembuatan dan waktu siklus, kerangka liner dicetak oleh teknologi selektif laser laser (SLM), dan bahan baku adalah bubuk paduan titanium TC4 dengan ukuran partikel 20-63 μm. Teknologi ini tidak hanya memastikan cetakan yang tepat dari kerangka liner, tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi.
Untuk mengevaluasi sifat mekanik dari struktur kerangka liner, kami melakukan analisis simulasi struktural statis menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench. Dengan mensimulasikan tegangan dan deformasi kerangka liner dengan ketebalan, lebar, dan jarak yang berbeda di bawah 0. 1 Tekanan MPa yang diterapkan pada permukaan luar dari pipa berdinding tipis baja tahan karat, kami mencapai kesimpulan berikut:
Efek ketebalan dan lebar: Dalam kasus jarak tertentu, tegangan baja tahan karat dan paduan titanium berkurang dengan meningkatnya ketebalan dan lebar. Ketika ketebalan mencapai 4mm, efek terus meningkatkan lebar pada stres menjadi tidak signifikan. Oleh karena itu, kami memilih struktur kerangka liner dengan ketebalan 4 mm dan lebar 11 mm.
Pengaruh jarak: Dalam kasus ketebalan tertentu, dengan peningkatan jarak, tekanan baja stainless dan paduan titanium dan deformasi rongga berdinding tipis meningkat secara signifikan. Mempertimbangkan margin dan deformasi keselamatan stres, kami menentukan 15mm sebagai jarak optimal.
Struktur pelat tipis dan filamen: Untuk lebih mengurangi deformasi dan meningkatkan stabilitas struktural, kami menambahkan struktur pelat tipis dan filamen pada permukaan atas dan bawah kerangka liner. Hasil simulasi menunjukkan bahwa struktur pelat tipis lebih baik daripada struktur filamen dalam mengurangi deformasi, dan 0. 5mm ketebalan struktur pelat tipis mencapai keseimbangan optimal antara berat ringan dan kesulitan pencetakan.
Analisis kopling termal-struktural
Mempertimbangkan bahwa paduan titanium berlapis rongga berdinding tipis perlu tahan terhadap pemanggang suhu tinggi di 25 0 derajat untuk mendapatkan tingkat vakum target, kami melakukan analisis simulasi kopling termal-struktural. Hasilnya menunjukkan bahwa di bawah efek gabungan 250 derajat dan ekstraksi vakum, deformasi maksimum rongga berdinding tipis di satu sisi adalah 1,65 mm, yaitu sekitar 0,29 mm lebih dari kondisi suhu kamar; Tegangan stainless steel adalah 135 MPa, yang jauh di bawah batas kekuatan luluh dan memenuhi persyaratan kekuatan.
Tes deformasi rongga berdinding tipis
Untuk memverifikasi keakuratan hasil simulasi, kami melakukan uji deformasi rongga berdinding tipis. Di bawah vakum, data deformasi rongga berdinding tipis dipantau dan dicatat secara real time menggunakan peralatan pengukur presisi tinggi. Hasil tes menunjukkan bahwa deformasi aktual cocok dengan hasil simulasi, yang memverifikasi keandalan model simulasi. Sementara itu, kami juga mensimulasikan deformasi di bawah kondisi memanggang suhu tinggi untuk lebih mengkonfirmasi stabilitas rongga di lingkungan suhu tinggi.
