पतली दीवारों वाला गुहा कार्यक्रम डिजाइन
टाइटेनियम मिश्र धातु पंक्तिबद्ध पतली-दीवार वाली गुहा एक अभिनव तीन-परत संरचनात्मक डिजाइन को अपनाती है: बाहरी परत एक 0 है। 3 मिमी-मोटी 316L स्टेनलेस स्टील की पतली-दीवार वाली ट्यूब, मध्य परत एक TC4 टाइटेनियम अलॉय लाइनर कंकाल है, और इनर लेयर एक अल्ट्र-हाइम वैक्यूम है। लाइनर कंकाल में एक रनवे के आकार का क्रॉस-सेक्शन होता है और इसे 11 समान रूप से स्पेस की गई पसलियों और टाई रॉड्स को ऊपर और नीचे की तरफ एक स्थिर संरचना बनाने के लिए तय किया जाता है। लाइनर कंकाल के अनुदैर्ध्य आंदोलन को रोकने के लिए, 0 की गहराई के साथ इंडेंटेशन की स्थिति। 7 मिमी को पतली-दीवार वाली ट्यूब के ऊपर और नीचे समान अंतराल पर वितरित किया जाता है।
विनिर्माण लागत और चक्र समय को ध्यान में रखते हुए, लाइनर कंकाल 3 डी को चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम) तकनीक द्वारा मुद्रित किया जाता है, और कच्चा माल TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर है जिसमें 20-63 μM के कण आकार के साथ है। यह तकनीक न केवल लाइनर कंकाल के सटीक मोल्डिंग को सुनिश्चित करती है, बल्कि उत्पादन दक्षता में भी सुधार करती है।
लाइनर कंकाल संरचना के यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन करने के लिए, हमने ANSYS वर्कबेंच सॉफ्टवेयर का उपयोग करके एक स्थिर संरचनात्मक सिमुलेशन विश्लेषण किया। 0 के तहत विभिन्न मोटाई, चौड़ाई और स्पेसिंग के साथ लाइनर कंकाल के तनाव और विरूपण का अनुकरण करके। 1 एमपीए दबाव स्टेनलेस स्टील की पतली-दीवार वाले पाइप की बाहरी सतह पर लागू होता है, हम निम्नलिखित निष्कर्षों पर पहुंच गए:
मोटाई और चौड़ाई का प्रभाव: एक निश्चित रिक्ति के मामले में, मोटाई और चौड़ाई की वृद्धि के साथ स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातु का तनाव कम हो जाता है। जब मोटाई 4 मिमी तक पहुंच जाती है, तो तनाव पर चौड़ाई बढ़ाने के लिए जारी रखने का प्रभाव महत्वहीन हो जाता है। इसलिए, हमने 4 मिमी मोटाई और 11 मिमी चौड़ाई के साथ एक लाइनर कंकाल संरचना को चुना।
रिक्ति का प्रभाव: एक निश्चित मोटाई के मामले में, रिक्ति की वृद्धि के साथ, स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के तनाव और पतली दीवारों वाले गुहाओं की विरूपण में काफी वृद्धि हुई है। तनाव सुरक्षा मार्जिन और विरूपण को ध्यान में रखते हुए, हमने 15 मिमी को इष्टतम रिक्ति के रूप में निर्धारित किया।
पतली प्लेट और फिलामेंट संरचना: विरूपण को कम करने और संरचनात्मक स्थिरता में सुधार करने के लिए, हमने लाइनर कंकाल के ऊपरी और निचले सतहों पर पतली प्लेट और फिलामेंट संरचना को जोड़ा। सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि पतली प्लेट संरचना विरूपण को कम करने में फिलामेंट संरचना से बेहतर है, और 0। पतली प्लेट संरचना की 5 मिमी मोटाई हल्के वजन और मुद्रण कठिनाई के बीच एक इष्टतम संतुलन प्राप्त करती है।
थर्मल-संरचनात्मक युग्मन विश्लेषण
यह देखते हुए कि टाइटेनियम मिश्र धातु ने पतली-दीवार वाली गुहाओं को 25 0 डिग्री पर इन-लाइन उच्च तापमान बेकिंग का सामना करने की आवश्यकता है, लक्ष्य वैक्यूम स्तर प्राप्त करने के लिए, हमने थर्मल-स्ट्रक्चरल कपलिंग सिमुलेशन विश्लेषण किया। परिणाम बताते हैं कि 250 डिग्री और वैक्यूम निष्कर्षण के संयुक्त प्रभाव के तहत, एक तरफ पतली-दीवार वाले गुहा की अधिकतम विरूपण 1.65 मिमी है, जो कमरे के तापमान की स्थिति की तुलना में लगभग 0.29 मिमी अधिक है; स्टेनलेस स्टील तनाव 135 एमपीए है, जो उपज शक्ति सीमा से बहुत नीचे है और ताकत की आवश्यकता को पूरा करता है।
पतली-दीवारों वाला गुहा विकृति परीक्षण
सिमुलेशन परिणामों की सटीकता को सत्यापित करने के लिए, हमने पतली-दीवार वाले गुहा के विरूपण परीक्षण को अंजाम दिया। वैक्यूम के तहत, पतली दीवारों वाले गुहा के विरूपण डेटा की निगरानी की गई और उच्च-सटीक माप उपकरणों का उपयोग करके वास्तविक समय में दर्ज किया गया। परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि वास्तविक विरूपण सिमुलेशन परिणामों के साथ अच्छी तरह से मेल खाता है, जो सिमुलेशन मॉडल की विश्वसनीयता को सत्यापित करता है। इस बीच, हमने उच्च तापमान वाले वातावरण में गुहा की स्थिरता की पुष्टि करने के लिए उच्च तापमान वाली बेकिंग स्थितियों के तहत विरूपण का भी अनुकरण किया।
