Η σύνθετη πλάκα από χάλυβα τιτανίου είναι ένα υλικό από χάλυβα υψηλής απόδοσης που τυλίγεται και συνδυάζεται με μια σύνθετη διαδικασία από χάλυβα βάσης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και επένδυση μετάλλου τιτανίου. Αυτή τη στιγμή είναι ένα από τα ευρέως μελετημένα και εφαρμοσμένα σύνθετα μεταλλικά προφίλ στον τομέα της μηχανικής. Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό χάλυβα, τα σύνθετα πάνελ από χάλυβα τιτανίου έχουν καλή θερμική αγωγιμότητα, χαμηλότερο κόστος και σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την τιμή και την αγορά. Μπορούν να βελτιώσουν την αποδοτικότητα του σχεδιασμού και να μειώσουν το κόστος συντήρησης. Επί του παρόντος, έχει πραγματοποιηθεί μηχανική έρευνα σε σύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίου, αλλά η έρευνα για τη σταθερότητα εξακολουθεί να είναι ανεπαρκής. Αυτό το άρθρο βασίζεται στη θεωρία συμπιεστικής σταθερότητας των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου και αναλύει τη σταθερότητά τους υπό συμπίεση.
Η έρευνα γιασύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίουεπικεντρώνεται κυρίως στις μεθόδους παρασκευής. Οι τρέχουσες μέθοδοι προετοιμασίας περιλαμβάνουν κυρίως τη μέθοδο σύνθετης διάχυσης, τη μέθοδο εκρηκτικής σύνθεσης, τη μέθοδο εκρηκτικής σύνθεσης έλασης και τη μέθοδο σύνθετου έλασης. Η σύνθετη μέθοδος διάχυσης χρησιμοποιείται κυρίως για την προετοιμασία συγκολλημένων αρμών μικρού μεγέθους, αλλά ο χρόνος προετοιμασίας είναι μεγάλος και η απόδοση χαμηλή. Η μέθοδος εκρηκτικής σύνθεσης είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος κατασκευής με απλή διαδικασία, υψηλή αντοχή συγκόλλησης και δυνατότητα απόκτησης κυματοειδούς διεπαφής. Ωστόσο, λόγω της τεράστιας δόνησης και του θορύβου που δημιουργούν οι εκρηκτικές εκρήξεις, μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντική ρύπανση και ηχορύπανση σε κάποιο βαθμό, κάτι που δεν συνάδει με την τάση της πράσινης ανάπτυξης. Επιπλέον, οι συνθήκες εργασίας είναι κακές και ο βαθμός μηχανοποίησης είναι χαμηλός, επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου μεγάλου μεγέθους. Η μέθοδος σύνθετης εκρηκτικής έλασης χρησιμοποιείται επίσης ευρέως, αλλά η διαδικασία είναι περίπλοκη και ο ακατάλληλος έλεγχος μπορεί να επηρεάσει την αντοχή συγκόλλησης των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου. Η σύνθετη πλάκα από χάλυβα τιτανίου που παράγεται από σύνθετες πλάκες έλασης έχει καλή ποιότητα επιφάνειας, ελεύθερο μέγεθος, υψηλή ακρίβεια, χαμηλή περιβαλλοντική ρύπανση και υψηλή απόδοση. Είναι κατάλληλο για την επεξεργασία σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου με μεγάλες επιφάνειες προστατευτικού στρώματος και είναι η κύρια κατεύθυνση για το μέλλον. Το σύνθετο υλικό πλάκας από χάλυβα τιτανίου φαίνεται στο Σχήμα 1.
Τα GB/T 8547-2019 "Σύνθετη πλάκα από χάλυβα τιτανίου" και GB/T 8546-2017 "Σύνθετη πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα τιτανίου" προτείνουν τον υπολογισμό της αντοχής σε εφελκυσμό, της επιμήκυνσης και της αντοχής διάτμησης των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου. Το κατώτερο όριο αντοχής σε εφελκυσμό Rmj υπολογίζεται σύμφωνα με την εξίσωση (1):
Ο ρυθμός επιμήκυνσης Α της σύνθετης πλάκας από χάλυβα τιτανίου απαιτείται να μην είναι μικρότερος από τη χαμηλότερη τιμή της διάμεσης τιμής του προτύπου υλικού βάσης ή επένδυσης. Η διατμητική αντοχή της διεπαφής μεταξύ σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου Κατηγορίας 0 είναι μεγαλύτερη ή ίση με 196 MPa και η διατμητική αντοχή της διεπαφής μεταξύ σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου Κατηγορίας 1 και Κατηγορίας 2 είναι μεγαλύτερη ή ίση με 140 MPa. Η αντοχή στη διάτμηση των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου σε διαφορετικές θερμοκρασίες φαίνεται στο Σχήμα 2.
Ανάλυση λυγισμού.
Λόγω της μείωσης της συνολικής φέρουσας ικανότητας και της σταθερότητας της πλάκας μετά την εκτροπή, η αύξηση της παραμόρφωσης θα επηρεάσει την απόδοσή της. Επομένως, οι ισχύοντες κανονισμοί περιορίζουν την αναλογία πλάτους προς πάχος της πλάκας, απαιτώντας η πλάκα να μην μπορεί να υποστεί τοπική αστάθεια πριν συμβεί συνολική αστάθεια. Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση λυγισμού στην αντοχή της πλάκας μετά τον λυγισμό, η μέθοδος συνεχούς αντοχής μπορεί να λάβει με μεγαλύτερη ακρίβεια υπόψη την ανάπτυξη διαμόρφωσης των σύνθετων πλακών και να βελτιστοποιήσει τον δομικό σχεδιασμό.
