Kuinka pitkän ulottuvuuskappaleiden tasapainon keveyden ja kestävyyden alumiinirakenne?

Tasapaino keveyden ja alumiinirakenteen kestävyyden välillä Pitkä ulottuva painaja saavutetaan materiaalitieteen, rakennesuunnittelun ja valmistusprosessien moniulotteisella optimoinnilla. Alumiiniseosten ydinosa on niiden alhaisen tiheyden ja suuren spesifisen lujuuden suhteen. Puhtaan alumiinin tiheys on vain 2,7 g/cm³, joka on noin kolmasosa teräksestä, mutta lisäämällä elementtejä, kuten magnesiumia ja piitä, muodostamaan seoksia (kuten 6061-T6 tai 7075 alumiiniseoksia), sen vetolujuuteen voidaan lisätä yli 300 MPA: ta, lähellä joidenkin matalakappaleita. Esimerkiksi alumiini-magnesiumseokset eivät vain vähennä painoa, vaan myös lisäävät korroosionkestävyyttä ja väsymiskestävyyttä kiinteän liuoksen vahvistamisen ja saostumisten kovettumisprosessien avulla. Lisäksi alumiiniseosten ulottuvuus mahdollistaa niiden prosessoinnin monimutkaisiksi poikkileikkausmuodoiksi taonta- tai suulakepuristusmuovausprosessien kautta, mikä optimoi edelleen mekaanisia ominaisuuksia.
I-palkin kaltainen poikkileikkausmalli hyväksytään lisäämään hitausmomenttiä taivutuskestävyyden parantamiseksi vähentäen samalla materiaalien tarpeetonta painoa. Esimerkiksi, kun tietyntyyppisten karsimislevyjen alumiiniputki kohdistuu pitkittäispaineeseen, sen "I" -muotoinen rakenne voi jakaa stressiä laipalle molemmin puolin paikallisen muodonmuutoksen välttämiseksi. Teleskooppiset sauvat omaksuvat yleensä sisäkkäisen moniosaisen suunnittelun, ja jokainen sauvan rungon osa on tarkalleen kohdistettu leimausuran tai ohjauskiskojärjestelmän kautta, jotta voidaan estää kierto tai siirtyminen rakenteellisen löysämisen estämiseksi teleskooppisen prosessin aikana. Jotkut tuotteet upottavat myös liitosten teräsrolkut tai jousitapit solmujen voimakkuuden parantamiseksi. Vaikka päärunko on valmistettu alumiiniseoksesta, terät, saranat ja muut osat, joilla on korkean taajuuden leikkausvoimat, on usein valmistettu korkean hiilisen teräksen tai SK5-työkalun teräksestä, jotka yhdistetään alumiinitangon rungon kanssa niittaamisen tai hitsauksen kautta "kovan ja pehmeän" hybridirakenteen muodostamiseksi.
Alumiiniputki muodostetaan alustavaksi ääriviivaksi kuuman suulakepuristusprosessin kautta, ja sitten sisäinen jännityspitoisuusalue jauhetaan CNC -työstötyökalulla mikrohalkeamien esiintymisen vähentämiseksi. Mukaan lukien prosessit, kuten anodisointi, kromipinnoitus tai teflon -pinnoite. Esimerkiksi sen jälkeen kun tietyntyyppinen teleskooppinen sauva on kromattu, pinnan kovuus voi saavuttaa 800-1000 HV: n, kulutuskestävyyttä lisääntyy yli 3 kertaa ja muodostuu tiheä oksidikalvo ympäristökorroosion estämiseksi. Ei-kuormittavissa olevissa osissa, kuten kahvoissa, die-valettu alumiiniseos voi saavuttaa monimutkaisen kaarevan pintamallinnuksen samalla kun varmistavat lujuuden ja vähentävät painoa edelleen sisäisen hunajakennon rakenteen kautta.
Äärellisen elementtianalyysiä käytetään voimanjakauman simulointiin karsimisen aikana ja sauvan seinämän paksuuden optimoimiseksi. Esimerkiksi karsimisleikkauksen sauvan seinämän paksuus muuttuu vähitellen 2,5 mm kahvan päässä 1,2 mm: iin yläosassa, mikä ei vain vähennä painoa lopussa, vaan myös varmistaa juuren vääntövastuksen. Alumiinikahva on peitetty kumi- tai silikonin liukumiskerroksella, mikä ei vain lisää tarttuvan kitkaa, vaan myös imee värähtelyn joustavan muodonmuutoksen kautta, jotta voidaan välttää pitkäaikaisen käytön aiheuttama metallin väsymysmurtuma. Kosteassa tai pölyisessä ympäristössä jotkut tuotteet suihkuttavat hydrofobisia pinnoitteita alumiiniseospinnalle tai käyttävät täysin suljettuja laakereita estämään hiekkaa tunkeutumasta ja aiheuttaen mekanismin hilloa.
Alumiinirakenteen todellisen suorituskyvyn varmistamiseksi simuloidaan kymmeniä tuhansia avaus- ja sulkemistoimenpiteitä, jotta voidaan havaita, onko saranoilla ja teleskooppimekanismeilla plastisia muodonmuutoksia vai raon laajenemista. Näytteet asetetaan suolakammioon tai ultraviolettihannetulle ikääntymislaitteelle pinnoitteen ja substraatin korroosionkestävyyden varmistamiseksi. Staattinen kuorma, joka ylittää nimellisen leikkausvoiman, kohdistetaan sauvaan sen varmistamiseksi, että pysyvää taivutusta tai murtumaa ei ole.