Dizajn tankog zida u šupljini
Legura od titana, tanki zidana šupljina usvaja inovativan konstrukcijski dizajn od tri sloja: 3mm-debeo je nehrđajuća od nehrđajućeg čelika tanka zida, srednji sloj je kostur od legura titana TC4, a unutarnji sloj je ultra visoki vakuumski prirubnica. Kostur za obloge ima presjek u obliku piste i fiksiran je za 11 ravnomjerno razdvojenih rebara i vezati šipke na gornjoj i donjoj strani da bi se formirala stabilna struktura. Da bi se spriječilo uzdužno kretanje kostura za obloge, pozicioniranje uvlačenja dubinom od 0. 7 mm distribuiraju se po jednakim intervalima na vrhu i na dnu cijevi s tankim zidom.
S obzirom na troškove proizvodnje i vrijeme ciklusa, kostur za ciklus je 3D ispisano selektivnim tehnologijom laserskih topljenja (SLM), a sirovina je TC4 prašak od legura titana sa veličinom čestica od 20-63 μm. Ova tehnologija ne osigurava samo precizno oblikovanje kostura za obloge, već i poboljšava proizvodnu efikasnost.
Da bi se procijenila mehanička svojstva konstrukcije kostura obloge, izvršili smo statičku strukturnu simulacijsku analizu pomoću ANSYS Workbench softvera. Simuliranjem stresa i deformacije kostura za obloge sa različitim debljinama, širinama i razmacima pod {0. 1 MPA tlak nanesen na vanjsku površinu tankog zida od nehrđajućeg čelika, dostigli smo sljedeće zaključke:
Učinak debljine i širine: u slučaju određenog razmaka, stres od nehrđajućeg čelika i legura titana opada s povećanjem debljine i širine. Kad debljina dođe do 4 mm, učinak nastavljanja povećavanja širine na stres postaje beznačajan. Stoga smo odabrali konstrukciju kostura obloge sa debljinom od 4 mm i širinu 11 mm.
Uticaj razmaka: U slučaju određene debljine, uz povećanje razmaka, značajno su povećani stresovi od nehrđajućeg čelika i titanaca i deformacija tankog zidnih šupljina. S obzirom na sigurnosnu marginu i deformaciju stresa, odredili smo 15 mm kao optimalan razmak.
Tanka ploča i struktura filamenta: Da bismo dodatno smanjili deformaciju i poboljšali strukturnu stabilnost, dodali smo tanku ploču i strukturu filamenta na gornjim i donjim površinama kostura za kostur. Rezultati simulacije pokazuju da je tanka ploča bolja od strukture filamenta u smanjenju deformacije, a {0. Debljina tanke ploče od 5 mm postiže se optimalnoj ravnoteži između lagane težine i teške težine.
Analiza termičke strukturne spojnice
S obzirom na to da su legure od titana nainirale tanke zidne šupljine moraju izdržati linijsku pečenje visoke temperature u 25 0 stupnjeva za dobivanje ciljanog vakuumskog nivoa, izvršili smo analizu toplotne strukturne simulacije. Rezultati pokazuju da je u kombiniranom učinku od 250 stepeni i vakuumskim vađenjem, maksimalna deformacija tanki zidne šupljine na jednoj strani iznosi 1,65 mm, što je oko 0,29 mm više od temperature prostorije; Stres od nehrđajućeg čelika iznosi 135 MPa, što je daleko ispod granice čvrstoće prinosa i ispunjava zahtjev čvrstoće.
Test deformacije tankog zida
Da bismo provjerili tačnost rezultata simulacije, izvršili smo test deformacije tankog zidne šupljine. Pod vakuumom, podaci o deformaciji tankog zida nadgledani su i zabilježeni u realnom vremenu koristeći mjernu opremu visoke precizne. Rezultati ispitivanja pokazuju da se stvarna deformacija dobro podudara sa rezultatima simulacije, što provjerava pouzdanost simulacijskog modela. U međuvremenu, također smo simulirali deformaciju pod uvjetima za pečenje na visokoj temperaturi kako bismo dodatno potvrdili stabilnost šupljine u visokotemperaturnom okruženju.
