Баоји Таицхенг Цлад Метал Материалс Цо., Лтд
+86-17729305422

Анализа и студија стабилности аксијалне компресије композитне плоче од титанијумског челика

Aug 29, 2024

Композитна плоча од титанијумског челика је челични материјал високих перформанси који се ваља и комбинује композитним поступком основног нискоугљеничног челика и титанијумског метала за облагање. Тренутно је један од широко истражених и примењених композитних металних профила у области инжењерства. У поређењу са традиционалним челиком, композитни панели од титанијумског челика имају добру топлотну проводљивост, нижу цену и значајне предности у погледу цене и тржишта. Они могу побољшати ефикасност дизајна и смањити трошкове одржавања. Тренутно се врше механичка истраживања композитних плоча од титанијумског челика, али истраживања стабилности су још увек недовољна. Овај чланак је заснован на теорији стабилности композитних плоча од титанијум челика и анализира њихову стабилност под притиском.

Истраживање окомпозитне плоче од титанијумског челикауглавном се фокусира на методе припреме. Садашње методе припреме углавном укључују дифузиону композитну методу, методу експлозивног композита, методу експлозивног котрљајућег композита и композитну методу ваљања. Метода дифузионог композита се углавном користи за припрему малих заварених спојева, али време припреме је дуго, а ефикасност ниска. Експлозивна композитна метода је широко распрострањена производна метода са једноставним процесом, високом чврстоћом везивања и могућношћу добијања валовитог интерфејса. Међутим, због огромних вибрација и буке коју стварају експлозивне експлозије, може у одређеној мери да изазове загађење животне средине и загађење буком, што није у складу са трендом зеленог развоја. Штавише, услови рада су лоши, а степен механизације је низак, тако да се не може користити за производњу композитних плоча од титанијумског челика великих димензија. Експлозивна композитна метода ваљања се такође широко користи, али је процес компликован и неправилна контрола може утицати на чврстоћу везивања композитних плоча од титанијумског челика. Композитна плоча од титанијумског челика произведена котрљајућим композитним плочама има добар квалитет површине, слободну величину, високу тачност, ниско загађење животне средине и висок принос. Погодан је за обраду композитних плоча од титанијумског челика са великим површинама заштитног слоја и главни је правац за будућност. Композитни материјал плоча од титанијумског челика је приказан на слици 1.

13

 

У табели 1 су наведена физичка својства основних и обложних материјала композитних панела од титанијумског челика
ГБ/Т 8547-2019 „Композитна плоча од титанијумског челика“ и ГБ/Т 8546-2017 „Композитна плоча од нерђајућег челика од титанијума“ предлажу прорачун затезне чврстоће, издужења и чврстоће на смицање композитних плоча од титанијумског челика. Доња граница затезне чврстоће Рмј израчунава се према једначини (1):

14

У формули: т1 је дебљина основног материјала од нискоугљеничног челика (мм); Т2 је дебљина металног премаза титанијума (мм); Рм1 је доња гранична стандардна вредност (МПа) затезне чврстоће основног материјала од челика са ниским садржајем угљеника; Рм2 је доња гранична стандардна вредност затезне чврстоће титанијумског металног премаза (МПа).
Стопа издужења А композитне плоче од титанијумског челика не треба да буде мања од доње вредности средње вредности стандарда основног или обложног материјала. Смична чврстоћа интерфејса између композитних плоча од титанијумског челика класе 0 је већа или једнака 196 МПа, а чврстоћа на смицање интерфејса између композитних плоча од титанијумског челика класе 1 и класе 2 је већа или једнака 140 МПа. Чврстоћа на смицање композитних плоча од титанијумског челика на различитим температурама приказана је на слици 2.

15

 
Метода равнотеже је коришћење теорије еластичности малог отклона да би се успоставила једначина равнотеже плоче, израчунало минимално решење и добило бифуркационо оптерећење при извијању. Иако метода равнотеже може да добије тачно решење за оптерећења извијања, она не може да одреди стабилност и тешко је решити у сложеним условима. Стога се равнотежна метода може користити само као основна метода анализе за израчунавање оптерећења плоча на извијање. Енергетски метод може израчунати оптерећења извијања и такође анализирати отклон након извијања, што га чини широко примењеним у анализи плоча. Према принципу потенцијалне енергије, структура увек има фиксну вредност у равнотежи. На основу овога, једначина равнотеже се може добити коришћењем ове потенцијалне енергије за одређивање оптерећења извијања, а стабилност равнотеже се такође може проценити коришћењем принципа минималне потенцијалне енергије. Нумеричком методом се ефикасно решавају сложени проблеми који се не могу решити методом равнотеже, као и проблеми који се не могу изразити енергетским методом. Као брза и ефикасна метода анализе, може брзо добити тачна решења, посебно за еластично-пластичну анализу
Анализа извијања.
Због смањења укупне носивости и стабилности плоче након скретања, повећање угиба ће утицати на њене перформансе. Према томе, тренутни прописи ограничавају однос ширине и дебљине плоче, захтевајући да плоча не може да прође локалну нестабилност пре него што дође до укупне нестабилности. Узимајући у обзир ефекат извијања на чврстоћу плоче након извијања, метода континуиране чврстоће може прецизније узети у обзир развој обликовања композитних плоча и оптимизовати конструкцијски дизајн.