Baoji Taicheng Odjeven Metal Materijali Co., doo
+86-17729305422

Analiza i studija stabilnosti aksijalne kompresije kompozitne ploče od titan čelika

Aug 29, 2024

Kompozitna ploča od titanijumskog čelika je čelični materijal visokih performansi koji se valja i kombinuje kompozitnim postupkom osnovnog niskougljičnog čelika i metalnog titanijuma za oblaganje. Trenutno je jedan od široko istraženih i primijenjenih kompozitnih metalnih profila u oblasti inženjerstva. U poređenju sa tradicionalnim čelikom, kompozitni paneli od titanijumskog čelika imaju dobru toplotnu provodljivost, nižu cenu i značajne prednosti u pogledu cene i tržišta. Oni mogu poboljšati efikasnost dizajna i smanjiti troškove održavanja. Trenutno se provode mehanička istraživanja kompozitnih ploča od titan čelika, ali istraživanja stabilnosti su još uvijek nedovoljna. Ovaj članak se temelji na teoriji stabilnosti kompozitnih ploča od titan čelika i analizira njihovu stabilnost pod pritiskom.

Istraživanje okompozitne ploče od titanijumskog čelikauglavnom se fokusira na metode pripreme. Trenutne metode pripreme uglavnom uključuju difuzijsku kompozitnu metodu, eksplozivnu kompozitnu metodu, metodu eksplozivnog kotrljajućeg kompozita i kompozitnu metodu valjanja. Metoda difuzionog kompozita se uglavnom koristi za pripremu malih zavarenih spojeva, ali vrijeme pripreme je dugo, a efikasnost niska. Eksplozivna kompozitna metoda je široko korištena proizvodna metoda s jednostavnim procesom, visokom čvrstoćom vezivanja i mogućnošću dobivanja valovitog sučelja. Međutim, zbog ogromnih vibracija i buke koju stvaraju eksplozivne eksplozije, može u određenoj mjeri uzrokovati zagađenje okoliša i buku, što nije u skladu sa trendom zelenog razvoja. Štaviše, uslovi rada su loši, a stepen mehanizacije nizak, pa se ne može koristiti za proizvodnju kompozitnih ploča od titanijumskog čelika velikih dimenzija. Eksplozivna kompozitna metoda valjanja također se široko koristi, ali je proces složen i nepravilna kontrola može utjecati na čvrstoću vezivanja kompozitnih ploča od titan čelika. Kompozitna ploča od titanijumskog čelika proizvedena kotrljajućim kompozitnim pločama ima dobar kvalitet površine, slobodnu veličinu, visoku preciznost, nisko zagađenje životne sredine i visok prinos. Pogodan je za obradu kompozitnih ploča od titan čelika sa velikim površinama zaštitnog sloja i glavni je pravac za budućnost. Kompozitni materijal ploča od titan čelika prikazan je na slici 1.

13

 

Tablica 1 specificira fizička svojstva temeljnih i obložnih materijala kompozitnih ploča od titan čelika
GB/T 8547-2019 "Kompozitna ploča od titanijumskog čelika" i GB/T 8546-2017 "Kompozitna ploča od nerđajućeg čelika od titanijuma" predlažu proračun vlačne čvrstoće, istezanja i smične čvrstoće kompozitnih ploča od titanijumskog čelika. Donja granica vlačne čvrstoće Rmj izračunava se prema jednačini (1):

14

U formuli: t1 je debljina osnovnog materijala od niskougljičnog čelika (mm); T2 je debljina metalne prevlake titanijuma (mm); Rm1 je donja granična standardna vrijednost (MPa) vlačne čvrstoće osnovnog materijala od niskougljičnog čelika; Rm2 je donja granična standardna vrijednost vlačne čvrstoće metalnog titanijumskog premaza (MPa).
Stopa istezanja A kompozitne ploče od titan čelika ne smije biti manja od donje vrijednosti srednje vrijednosti standarda osnovnog ili obložnog materijala. Smična čvrstoća interfejsa između kompozitnih ploča od titanijumskog čelika klase 0 je veća ili jednaka 196MPa, a čvrstoća na smicanje međuspoja između kompozitnih ploča od titana čelika klase 1 i klase 2 je veća ili jednaka 140MPa. Smična čvrstoća kompozitnih ploča od titan čelika pri različitim temperaturama prikazana je na slici 2.

15

 
Metoda ravnoteže je korištenje teorije elastičnosti malog otklona kako bi se uspostavila jednadžba ravnoteže ploče, izračunalo minimalno rješenje i dobilo bifurkacijsko opterećenje izvijanja. Iako ravnotežna metoda može dobiti točno rješenje za opterećenja izvijanja, ne može odrediti stabilnost i teško je riješiti u složenim uvjetima. Stoga se ravnotežna metoda može koristiti samo kao osnovna metoda analize za izračunavanje opterećenja ploča na izvijanje. Energetska metoda može izračunati opterećenja izvijanja i također analizirati otklon nakon izvijanja, što ga čini široko korištenom u analizi ploča. Prema principu potencijalne energije, struktura uvijek ima fiksnu vrijednost u ravnoteži. Na osnovu toga, jednadžba ravnoteže se može dobiti korištenjem ove potencijalne energije za određivanje opterećenja izvijanja, a stabilnost ravnoteže može se također ocijeniti primjenom principa minimalne potencijalne energije. Numeričkom metodom se efikasno rešavaju složeni problemi koji se ne mogu rešiti metodom ravnoteže, kao i problemi koji se ne mogu izraziti energetskim metodom. Kao brza i efikasna metoda analize, može brzo dobiti tačna rješenja, posebno za elastično-plastičnu analizu
Analiza izvijanja.
Zbog smanjenja ukupne nosivosti i stabilnosti ploče nakon progiba, povećanje ugiba će utjecati na njene performanse. Prema tome, trenutni propisi ograničavaju omjer širine i debljine ploče, zahtijevajući da ploča ne može proći lokalnu nestabilnost prije nego što dođe do ukupne nestabilnosti. Uzimajući u obzir učinak izvijanja na čvrstoću ploče nakon izvijanja, metoda kontinuirane čvrstoće može preciznije uzeti u obzir razvoj oblikovanja kompozitnih ploča i optimizirati konstrukcijski dizajn.