Dyluniad y Rhaglen Ceudod Tenau
Mae'r ceudod â waliau tenau wedi'i leinio â thitaniwm yn mabwysiadu dyluniad strwythurol arloesol tair haen: mae'r haen allanol yn diwb â waliau tenau dur gwrthstaen 0. 3mm-trwch 316L, mae'r haen ganol yn flwch llener aloi titaniwm TC4. Mae gan y sgerbwd leinin groestoriad siâp rhedfa ac mae'n sefydlog gan 11 asen â gofod cyfartal a gwiail clymu ar yr ochrau uchaf a gwaelod i ffurfio strwythur sefydlog. Er mwyn atal y sgerbwd leinin rhag symud yn hydredol, mae gosod indentations gyda dyfnder o 0. Mae 7 mm yn cael eu dosbarthu ar gyfnodau cyfartal ar ben a gwaelod y tiwb â waliau tenau.
O ystyried y gost gweithgynhyrchu a'r amser beicio, mae'r sgerbwd leinin wedi'i argraffu 3D gan dechnoleg toddi laser dethol (SLM), a'r deunydd crai yw powdr aloi titaniwm TC4 gyda maint gronynnau o 20-63 μm. Mae'r dechnoleg hon nid yn unig yn sicrhau mowldio'r sgerbwd leinin yn union, ond hefyd yn gwella effeithlonrwydd cynhyrchu.
Er mwyn gwerthuso priodweddau mecanyddol strwythur y sgerbwd leinin, gwnaethom gynnal dadansoddiad efelychu strwythurol statig gan ddefnyddio meddalwedd Mainc Gwaith ANSYS. Trwy efelychu straen ac anffurfiad y sgerbwd leinin gyda gwahanol drwch, lled a bylchau o dan 0. 1 Pwysau MPa wedi'i roi ar wyneb allanol y bibell â waliau tenau dur gwrthstaen, fe gyrhaeddon ni'r casgliadau canlynol:
Effaith trwch a lled: Yn achos bylchau penodol, mae straen dur gwrthstaen ac aloi titaniwm yn lleihau gyda'r cynnydd mewn trwch a lled. Pan fydd y trwch yn cyrraedd 4mm, mae effaith parhau i gynyddu'r lled ar y straen yn dod yn ddibwys. Felly, gwnaethom ddewis strwythur sgerbwd leinin gyda thrwch 4 mm a lled 11 mm.
Dylanwad bylchau: Yn achos trwch penodol, gyda'r cynnydd mewn bylchau, mae straen dur gwrthstaen a aloion titaniwm ac dadffurfiad ceudodau waliau tenau yn cynyddu'n sylweddol. O ystyried yr ymyl diogelwch straen a'r dadffurfiad, gwnaethom bennu 15mm fel y bylchau gorau posibl.
Strwythur plât tenau a ffilament: Er mwyn lleihau'r dadffurfiad ymhellach a gwella sefydlogrwydd strwythurol, gwnaethom ychwanegu strwythur plât tenau a ffilament ar arwynebau uchaf ac isaf y sgerbwd leinin. Mae canlyniadau efelychu yn dangos bod strwythur y plât tenau yn well na'r strwythur ffilament wrth leihau dadffurfiad, ac mae'r 0. Mae trwch 5mm strwythur y plât tenau yn cyflawni'r cydbwysedd gorau posibl rhwng pwysau ysgafn ac anhawster argraffu.
Dadansoddiad cyplu thermol-strwythurol
O ystyried bod angen i'r aloi titaniwm wedi'i leinio â cheudodau â waliau tenau wrthsefyll y pobi tymheredd uchel mewn-lein ar radd 25 0 i gael y lefel gwactod targed, gwnaethom gynnal dadansoddiad efelychu cyplu thermol-strwythurol. Mae'r canlyniadau'n dangos, o dan yr effaith gyfun o echdynnu 250 gradd a gwactod, mai dadffurfiad uchaf y ceudod â waliau tenau ar un ochr yw 1.65 mm, sydd tua 0.29 mm yn fwy na chyflwr tymheredd yr ystafell; Y straen dur gwrthstaen yw 135 MPa, sydd ymhell islaw'r terfyn cryfder cynnyrch ac yn cwrdd â'r gofyniad cryfder.
Prawf dadffurfiad ceudod â waliau tenau
Er mwyn gwirio cywirdeb y canlyniadau efelychu, gwnaethom gynnal prawf dadffurfiad y ceudod â waliau tenau. O dan wactod, cafodd data dadffurfiad y ceudod â waliau tenau ei fonitro a'i gofnodi mewn amser real gan ddefnyddio offer mesur manwl gywirdeb uchel. Mae canlyniadau'r profion yn dangos bod yr dadffurfiad gwirioneddol yn cyd -fynd yn dda â chanlyniadau'r efelychiad, sy'n gwirio dibynadwyedd y model efelychu. Yn y cyfamser, gwnaethom hefyd efelychu'r dadffurfiad o dan amodau pobi tymheredd uchel i gadarnhau sefydlogrwydd y ceudod ymhellach mewn amgylchedd tymheredd uchel.
