Tynnvegget hulromsprogram design
Det titanlegeringsfôrede tynnveggede hulrommet vedtar en innovativ trelags strukturell design: det ytre laget er en 0. 3mm-tykk 316L rustfritt stål tynnvegget rør, det midterste laget er et TC4-titanlegering. Foringsskjelettet har et rullebaneformet tverrsnitt og er festet med 11 jevnt avstandsribber og slipsstenger på topp- og bunnsidene for å danne en stabil struktur. For å forhindre langsgående bevegelse av foringskjelettet, er plassering av innrykk med en dybde på 0. 7 mm fordelt med like intervaller på toppen og bunnen av det tynnveggede røret.
Tatt i betraktning produksjonskostnad og syklustid, er foringskjelettet 3D trykt av selektiv lasermelting (SLM) -teknologi, og råstoffet er TC4 titanlegeringspulver med en partikkelstørrelse på 20-63 μm. Denne teknologien sikrer ikke bare den nøyaktige støpingen av foringskjelettet, men forbedrer også produksjonseffektiviteten.
For å evaluere de mekaniske egenskapene til foringskjelettstrukturen, utførte vi en statisk strukturell simuleringsanalyse ved bruk av ANSYS Workbench -programvare. Ved å simulere stresset og deformasjonen av foringskjelettet med forskjellige tykkelser, bredder og avstand under 0.
Effekten av tykkelse og bredde: Når det gjelder en viss avstand, synker stresset med rustfritt stål og titanlegering med økningen av tykkelse og bredde. Når tykkelsen når 4mm, blir effekten av å fortsette å øke bredden på stresset ubetydelig. Derfor valgte vi en foringskjelettstruktur med 4 mm tykkelse og 11 mm bredde.
Påvirkning av avstand: Når det gjelder en viss tykkelse, med økningen av avstanden, økes belastningene av rustfritt stål og titanlegeringer og deformasjonen av tynnveggede hulrom betydelig. Tatt i betraktning stresssikkerhetsmarginen og deformasjonen, bestemte vi 15 mm som optimal avstand.
Tynn plate- og glødetrådstruktur: For å redusere deformasjonen ytterligere og forbedre den strukturelle stabiliteten, la vi til tynn plate og glødetråd på øvre og nedre overflater på foringskjelettet. Simuleringsresultater viser at den tynne platestrukturen er bedre enn glødetrådstrukturen for å redusere deformasjon, og 0.
Termisk-strukturell koblingsanalyse
Tatt i betraktning at titanlegeringsfôret tynnveggede hulrom må motstå den høye temperaturbakingen på 25 0} for å oppnå målvakuumnivået, gjennomførte vi termisk-strukturell koblingssimuleringsanalyse. Resultatene viser at under den kombinerte effekten av 250 grader og vakuumekstraksjon, er den maksimale deformasjonen av det tynnveggede hulrommet på den ene siden 1,65 mm, som er omtrent 0,29 mm mer enn den for romtemperaturtilstanden; Rustfritt stålspenning er 135 MPa, som er langt under avkastningsstyrken og oppfyller styrkekravet.
Tynnvegget hulrom deformasjonstest
For å bekrefte nøyaktigheten av simuleringsresultatene, utførte vi deformasjonstesten av det tynnveggede hulrommet. Under vakuum ble deformasjonsdataene fra det tynnveggede hulrommet overvåket og registrert i sanntid ved bruk av måleutstyr med høy presisjon. Testresultatene viser at den faktiske deformasjonen stemmer godt overens med simuleringsresultatene, som verifiserer påliteligheten til simuleringsmodellen. I mellomtiden simulerte vi også deformasjonen under bakeforhold med høy temperatur for å bekrefte stabiliteten i hulrommet ytterligere i et miljø med høy temperatur.
