Proiectarea programului de cavitate cu pereți subțiri
Cavitatea cu pereți subțiri cu pereți subțiri cu aliaj de titan adoptă un design structural inovator cu trei straturi: stratul exterior este un tub cu pereți subțiri din oțel inoxidabil de 3 mm 3mm, 3mm 316L, stratul de mijloc TC4 este un schelet de aliaj de aliaj de titan TC4, iar stratul interner este un schelet de vacuum ultra-high. Scheletul de căptușeală are o secțiune transversală în formă de pistă și este fixat cu 11 coaste distanțate uniform și tije de legătură pe părțile superioare și inferioare pentru a forma o structură stabilă. Pentru a preveni mișcarea longitudinală a scheletului de căptușeală, poziționarea indentărilor cu o adâncime de 0. 7 mm sunt distribuite la intervale egale pe partea superioară și inferioară a tubului cu pereți subțiri.
Având în vedere costul de fabricație și timpul ciclului, scheletul de căptușeală este tipărit 3D prin tehnologia selectivă de topire laser (SLM), iar materiile prime este pulbere de aliaj de titan TC4 cu o dimensiune a particulelor de 20-63 μm. Această tehnologie nu numai că asigură modelarea precisă a scheletului de căptușeală, dar îmbunătățește și eficiența producției.
Pentru a evalua proprietățile mecanice ale structurii scheletului de căptușeală, am efectuat o analiză de simulare structurală statică folosind software -ul ANSYS Workbench. Simulând stresul și deformarea scheletului de căptușeală cu diferite grosimi, lățimi și distanțe sub 0. 1 MPa presiune aplicată pe suprafața exterioară a conductei cu pereți subțiri din oțel inoxidabil, am ajuns la următoarele concluzii:
Efectul grosimii și lățimii: în cazul unei anumite distanțe, stresul din oțel inoxidabil și aliaj de titan scade odată cu creșterea grosimii și lățimii. Când grosimea ajunge la 4 mm, efectul continuării creșterii lățimii asupra stresului devine nesemnificativ. Prin urmare, am ales o structură de schelet de căptușeală cu o grosime de 4 mm și lățime de 11 mm.
Influența distanțării: În cazul unei anumite grosimi, odată cu creșterea distanției, tensiunile din oțel inoxidabil și aliaje de titan și deformarea cavităților cu pereți subțiri sunt semnificativ crescute. Având în vedere marja de siguranță și deformarea stresului, am determinat 15 mm ca distanțare optimă.
Structura subțire a plăcii și a filamentului: Pentru a reduce și mai mult deformarea și pentru a îmbunătăți stabilitatea structurală, am adăugat structura subțire a plăcii și a filamentului pe suprafețele superioare și inferioare ale scheletului de căptușeală. Rezultatele simulării arată că structura plăcii subțiri este mai bună decât structura filamentului în reducerea deformării, iar Grosimea 0. 5mm a structurii plăcii subțiri atinge un echilibru optim între greutatea ușoară și dificultatea de imprimare.
Analiza cuplajului termic-structural
Având în vedere că cavitățile cu pereți subțiri căptușite cu aliaj de titan trebuie să reziste la coacerea de temperatură ridicată în linie la 25 0} pentru a obține nivelul de vid țintă, am efectuat o analiză de simulare a cuplajului termic-structural. Rezultatele arată că, sub efectul combinat de 250 de grade și extracția în vid, deformarea maximă a cavității cu pereți subțiri pe o parte este de 1,65 mm, care este cu aproximativ 0,29 mm mai mult decât cea a condiției de temperatură a camerei; Stresul din oțel inoxidabil este de 135 MPa, ceea ce este cu mult sub limita de rezistență la randament și îndeplinește cerința de rezistență.
Test de deformare a cavității cu pereți subțiri
Pentru a verifica exactitatea rezultatelor simulării, am efectuat testul de deformare al cavității cu pereți subțiri. Sub vid, datele de deformare ale cavității cu pereți subțiri au fost monitorizate și înregistrate în timp real folosind echipamente de măsurare de înaltă precizie. Rezultatele testelor arată că deformarea reală se potrivește bine cu rezultatele simulării, ceea ce verifică fiabilitatea modelului de simulare. Între timp, am simulat și deformarea în condiții de coacere la temperaturi ridicate pentru a confirma în continuare stabilitatea cavității într-un mediu de temperatură ridicată.
