Tunnväggig hålighetsprogramdesign
Titanlegeringen fodrad tunnväggig kavitet antar en innovativ tre-lagers strukturell design: det yttre skiktet är ett 0. 3mm tjockt 316L rostfritt stål tunnväggat rör, mittlagret är ett TC4-titanlegeringsskelett, och det inre skiktet är ett ultralat-high-high-vaken. Linjetskelettet har ett bana-format tvärsnitt och är fixerat med 11 jämnt åtskilda revben och slipsstänger på topp- och bottensidan för att bilda en stabil struktur. För att förhindra longitudinell rörelse av foderskelettet distribueras placering av indragningar med ett djup av 0. 7 mm med lika intervall på toppen och botten av det tunnväggiga röret.
Med tanke på tillverkningskostnaden och cykeltiden är foderskelettet 3D tryckt av Selective Laser Melting (SLM) -teknologi, och råmaterialet är TC4 -titanlegeringspulver med en partikelstorlek på 20-63 μm. Denna teknik säkerställer inte bara den exakta gjutningen av foderskelettet, utan förbättrar också produktionseffektiviteten.
För att utvärdera de mekaniska egenskaperna hos foderskelettstrukturen utförde vi en statisk strukturell simuleringsanalys med ANSYS Workbench -programvara. Genom att simulera spänningen och deformationen av foderskelettet med olika tjocklekar, bredder och avstånd under 0. 1 MPa-tryck applicerat på den yttre ytan på det rostfria tunnväggiga röret, nådde vi följande slutsatser:
Effekt av tjocklek och bredd: När det gäller ett visst avstånd minskar stressen av rostfritt stål och titanlegering med ökningen av tjocklek och bredd. När tjockleken når 4 mm blir effekten av att fortsätta öka bredden på stressen obetydlig. Därför valde vi en foderskelettstruktur med 4 mm tjocklek och 11 mm bredd.
Påverkan av avstånd: När det gäller en viss tjocklek, med ökningen av avståndet, ökas spänningarna på rostfritt stål och titanlegeringar och deformationen av tunnväggiga hålrum avsevärt. Med tanke på stressäkerhetsmarginalen och deformationen bestämde vi 15 mm som det optimala avståndet.
Tunnplatta och filamentstruktur: För att ytterligare reducera deformationen och förbättra den strukturella stabiliteten, tillsatte vi tunn platta- och filamentstruktur på de övre och nedre ytorna på fodrskelettet. Simuleringsresultat visar att den tunna plattstrukturen är bättre än filamentstrukturen för att minska deformationen, och 0. 5mm tjocklek på den tunna plattstrukturen uppnår en optimal balans mellan lättvikt och tryckningssvårigheter.
Termisk strukturell kopplingsanalys
Med tanke på att titanlegeringsfodrad tunnväggiga hålrum måste motstå den in-line höga temperaturbakningen vid 25 0 -grad för att erhålla målvakuumnivån, genomförde vi termisk strukturell kopplingssimuleringsanalys. Resultaten visar att under den kombinerade effekten av 250 graders och vakuumextraktion är den maximala deformationen av det tunnväggiga kaviteten på ena sidan 1,65 mm, vilket är cirka 0,29 mm mer än för rumstemperaturen; Stressen i rostfritt stål är 135 MPa, vilket ligger långt under avkastningsstyrkningsgränsen och uppfyller styrkabehovet.
Tunnväggig kavitetsdeformationstest
För att verifiera simuleringsresultatens noggrannhet genomförde vi deformationstestet av det tunnväggiga hålrummet. Under vakuum övervakades och registrerades deformationsdata för det tunnväggiga hålrummet i realtid med användning av mätutrustning med hög precision. Testresultaten visar att den faktiska deformationen matchar väl med simuleringsresultaten, vilket verifierar simuleringsmodellens tillförlitlighet. Samtidigt simulerade vi också deformationen under högtemperaturbakningsförhållanden för att ytterligare bekräfta stabiliteten i kaviteten i en högtemperaturmiljö.
