معیارهایی که بر انتخاب بین تیتانیوم، کامپوزیت ها و مواد رایج تر مانند آلومینیوم حاکم است چیست؟
سه معیار اصلی: هزینه، نسبت استحکام به وزن و مقاومت در برابر خستگی.
هزینه. از بین این سه، آلومینیوم برنده واضحی بود که کامپوزیت ها به دلیل بهبود فرآیندهای تولید پیشرفت های زیادی داشتند. تیتانیوم گران ترین است و ماشینکاری آن دشوار است.
قدرت به وزن.
کمانش. آلیاژهای تیتانیوم از استحکام به وزن بالاتری نسبت به آلومینیوم برخوردار هستند بیشتر در دمای پایین است، اما آلومینیوم سبکتر است و این به آن مزیتی در سازههای بارگذاری شده با تنش فشاری میدهد: مقاومت کمانشی نیز تابعی از ابعاد مقطع است. برای سطح بالایی بال، آلومینیوم سبک تر از تیتانیوم است، علی رغم استحکام ویژه پایین تر. کامپوزیت ها بالاترین استحکام ویژه را در بین همه دارند.
درجه حرارت. نمودار موجود در پاسخ پیوندی نیز تأثیر دما را بر استحکام خاص مواد نشان میدهد: آلومینیوم در درجه اول کاهش مییابد و در دمای بالاتر تیتانیوم بهترین انتخاب بعدی است، .
مقاومت در برابر خستگی آلیاژهای تیتانیوم، مانند فولاد اجازه می دهد، دارای حد تحمل خستگی هستند. اگر تنش ها زیر این حد باقی بماند، ساخت و ساز می تواند چرخه های بی پایانی را تحمل کند. آلومینیوم محدودیت استقامتی ندارد و در نهایت حتی با چرخههای دامنه تنش کوچک از کار میافتد: سازههای آلومینیومی برای جلوگیری از شکست خستگی نیاز به نظارت و نگهداری دقیق دارند.
هزینه. از بین این سه، آلومینیوم برنده واضحی بود که کامپوزیت ها به دلیل بهبود فرآیندهای تولید پیشرفت های زیادی داشتند. تیتانیوم گران ترین است و ماشینکاری آن دشوار است.
قدرت به وزن.
کمانش. آلیاژهای تیتانیوم از استحکام به وزن بالاتری نسبت به آلومینیوم برخوردار هستند بیشتر در دمای پایین است، اما آلومینیوم سبکتر است و این به آن مزیتی در سازههای بارگذاری شده با تنش فشاری میدهد: مقاومت کمانشی نیز تابعی از ابعاد مقطع است. برای سطح بالایی بال، آلومینیوم سبک تر از تیتانیوم است، علی رغم استحکام ویژه پایین تر. کامپوزیت ها بالاترین استحکام ویژه را در بین همه دارند.
درجه حرارت. نمودار موجود در پاسخ پیوندی نیز تأثیر دما را بر استحکام خاص مواد نشان میدهد: آلومینیوم در درجه اول کاهش مییابد و در دمای بالاتر تیتانیوم بهترین انتخاب بعدی است، .
مقاومت در برابر خستگی آلیاژهای تیتانیوم، مانند فولاد اجازه می دهد، دارای حد تحمل خستگی هستند. اگر تنش ها زیر این حد باقی بماند، ساخت و ساز می تواند چرخه های بی پایانی را تحمل کند. آلومینیوم محدودیت استقامتی ندارد و در نهایت حتی با چرخههای دامنه تنش کوچک از کار میافتد: سازههای آلومینیومی برای جلوگیری از شکست خستگی نیاز به نظارت و نگهداری دقیق دارند.
- ۴.۲k
- ۳۱ شهریور ۱۴۰۱
دیدگاه ها (۰)
در حال بارگزاری
خطا در دریافت مطلب های مرتبط