Kako se aluminijska struktura dugog dosega u ravnoteži i izdržljivosti u ravnoteži?

Ravnoteža između lakoće i izdržljivosti aluminijske strukture Dugi doseg Pruner postiže se višedimenzionalnom optimizacijom znanosti o materijalima, strukturnom dizajnu i procesima proizvodnje. Temeljna prednost aluminijskih legura leži u njihovoj niskoj gustoći i visokoj specifičnoj snazi. Gustoća čistog aluminija iznosi samo 2,7 g/cm³, što je otprilike jedna trećina čelika, ali dodavanjem elemenata poput magnezija i silicija u formiranje legura (poput 6061-T6 ili 7075 aluminijskih legura), njegova tenzilna čvrstoća može se povećati na više od 300 MPELE, a blizu je nivoa. Na primjer, aluminij-magnezijske legure ne samo da smanjuju težinu, već i pojačavaju otpornost na koroziju i otpornost umora kroz jačanje čvrste otopine i procese otvrdnjavanja oborina. Pored toga, duktilnost aluminijskih legura omogućuje im da se obrade u složene oblike poprečnog presjeka kroz procese kovanja ili ekstruzijskog oblikovanja, dodatno optimizirajući mehanička svojstva.
Dizajn poprečnog presjeka sličan onom I-snopa usvojen je kako bi se povećao bočni inercijski trenutak kako bi se poboljšala otpornost na savijanje uz istovremeno smanjenje suvišne težine materijala. Na primjer, kada se aluminijska cijev određene vrste škara obrezivanja podvrgava uzdužnom tlaku, njegova struktura ugrađena "I" može ravnomjerno rasporediti stres na prirubnicama s obje strane kako bi se izbjegla lokalna deformacija. Teleskopske šipke obično prihvaćaju ugniježđeni dizajn s više presjeka, a svaki dio tijela štapa je precizno usklađen kroz utor za žigosanje ili vodili željeznički sustav kako bi se spriječilo strukturno labavljenje uzrokovano rotacijom ili pomakom tijekom teleskopskog procesa. Neki proizvodi također ugrađuju čelične kopče ili opružne igle na spojeve kako bi se povećala čvrstoća čvorova. Iako je glavno tijelo izrađeno od aluminijske legure, oštrica, šarki i drugih dijelova koji nose sile visokofrekventnih smicanja često su izrađene od čelika s visokim udjelom u ugljiku ili SK5, koji se kombiniraju s tijelom aluminijske šipke kroz zakovanost ili zavarivanje kako bi se stvorila "tvrda i mekana" hibridna struktura.
Aluminijska cijev nastaje u preliminarnom obrisu kroz postupak vrućeg ekstruzije, a zatim se unutarnje područje koncentracije stresa mljeve pomoću alata CNC stroj kako bi se smanjila pojava mikro pukotina. Uključujući procese kao što su anodiziranje, kromiranje ili teflonski premaz. Na primjer, nakon što je određena vrsta teleskopske šipke kromirana, površinska tvrdoća može doseći 800-1000 HV, otpornost na habanje povećava se za više od 3 puta, a stvara se gusti oksidni film kako bi se spriječila korozija okoliša. Za dijelove koji nisu opterećeni, kao što su ručke, aluminijska legura od lijevanog lijevanog dieka može postići složeno zakrivljeno površinsko modeliranje, a istovremeno osigurava čvrstoću i dodatno smanjiti težinu kroz unutarnju strukturu saća.
Analiza konačnih elemenata koristi se za simulaciju raspodjele sile tijekom obrezivanja i optimizaciju debljine stijenke šipke. Na primjer, debljina stijenke šipke smicanja obrezivanja postupno se mijenja s 2,5 mm na kraju ručice na 1,2 mm na vrhu, što ne samo da smanjuje težinu na kraju, već i osigurava otpornost na torziju korijena. Aluminijska ručka prekrivena je gumenim ili silikonskim anti-kliznim slojem, koji ne samo da povećava trenje stiska, već također apsorbira vibraciju elastičnom deformacijom kako bi se izbjegla lom metalnog umora uzrokovanog dugotrajnom uporabom. Za vlažno ili prašnjavo okruženje, neki proizvodi prskaju hidrofobne prevlake na površini aluminijske legure ili koriste potpuno zapečaćene ležajeve kako bi se pijesak invazija i uzrokovao zaglavlje.
Kako bi se osigurala stvarna performansi aluminijske strukture, simulira se deseci tisuća radnji otvaranja i zatvaranja kako bi se otkrilo imaju li šarke i teleskopski mehanizmi plastičnu deformaciju ili širenje praznina. Uzorci se postavljaju u komoru za sprej za sol ili ultraljubičasto ubrzanu opremu za starenje kako bi se potvrdila otpor korozije premaza i supstrata. Na štap se primjenjuje statičko opterećenje koje prelazi nominalnu silu rezanja kako bi se osiguralo da nema trajnog savijanja ili loma.