Titaanterasest komposiitplaat on suure jõudlusega terasmaterjal, mis on valtsitud ja kombineeritud madala süsinikusisaldusega terasest ja titaanmetallist kattekihiga. See on praegu üks laialdaselt uuritud ja rakendatud komposiitmetallprofiile insenerivaldkonnas. Võrreldes traditsioonilise terasega, on titaanterasest komposiitpaneelidel hea soojusjuhtivus, madalam hind ning märkimisväärsed eelised hinna ja turu osas. Need võivad parandada disaini tõhusust ja vähendada hoolduskulusid. Praegu on titaanterasest komposiitplaatide mehaanilised uuringud läbi viidud, kuid stabiilsuse uuringud on endiselt ebapiisavad. See artikkel põhineb titaanterasest komposiitplaatide survestabiilsuse teoorial ja analüüsib nende stabiilsust kokkusurumisel.
Uuring teemaltitaanterasest komposiitplaadidkeskendub peamiselt ettevalmistusmeetoditele. Praegused ettevalmistusmeetodid hõlmavad peamiselt difusioonkomposiitmeetodit, plahvatusohtlikku komposiitmeetodit, plahvatusohtlikku valtsimismeetodit ja valtsimiskomposiitmeetodit. Difusioonkomposiitmeetodit kasutatakse peamiselt väikesemõõtmeliste keevisliidete valmistamiseks, kuid ettevalmistusaeg on pikk ja efektiivsus madal. Plahvatusohtlik komposiitmeetod on laialdaselt kasutatav tootmismeetod, millel on lihtne protsess, kõrge sidumistugevus ja võimalus saada gofreeritud liideseid. Kuid plahvatusohtlike plahvatuste tekitatud tohutu vibratsiooni ja müra tõttu võib see teatud määral põhjustada keskkonnareostust ja mürareostust, mis ei ole kooskõlas rohelise arengu trendiga. Pealegi on töötingimused kehvad ja mehhaniseerituse aste madal, mistõttu ei saa seda kasutada suurte titaanterasest komposiitplaatide tootmiseks. Plahvatusohtlikku valtsimiskomposiitmeetodit kasutatakse samuti laialdaselt, kuid protsess on keeruline ja ebaõige juhtimine võib mõjutada titaanterasest komposiitplaatide nakketugevust. Komposiitplaatide valtsimisel toodetud titaanterasest komposiitplaadil on hea pinnakvaliteet, vaba suurus, suur täpsus, madal keskkonnasaaste ja kõrge saagis. See sobib suurte kaitsekihipindadega titaanterasest komposiitplaatide töötlemiseks ja on tuleviku põhisuund. Titaanterasest komposiitplaadi materjal on näidatud joonisel 1.
GB/T 8547-2019 "Titaanterasest komposiitplaat" ja GB/T 8546-2017 "Titaanist roostevabast terasest komposiitplaat" pakuvad välja titaanterasest komposiitplaatide tõmbetugevuse, pikenemise ja nihketugevuse arvutamise. Tõmbetugevuse alumine piir Rmj arvutatakse võrrandi (1) järgi:
Titaanterasest komposiitplaadi pikenemismäär A peab olema vähemalt aluse või kattematerjali standardi mediaanväärtuse madalam väärtus. Klassi 0 titaanterasest komposiitplaatide vahelise liidese nihketugevus on suurem kui 196 MPa või sellega võrdne ning klassi 1 ja klassi 2 titaanterasest komposiitplaatide vahelise liidese nihketugevus on suurem või võrdne 140 MPa. Titaanterasest komposiitplaatide nihketugevus erinevatel temperatuuridel on näidatud joonisel 2.
Kukkumise analüüs.
Plaadi üldise kandevõime ja stabiilsuse vähenemise tõttu pärast läbipainet mõjutab läbipainde suurenemine selle jõudlust. Seetõttu piiravad kehtivad eeskirjad plaadi laiuse ja paksuse suhet, nõudes, et plaat ei saaks enne üldise ebastabiilsuse tekkimist lokaalselt ebastabiilseks muutuda. Arvestades paindumise mõju plaadi tugevusele pärast paindumist, saab pideva tugevuse meetodiga täpsemalt arvestada komposiitplaatide vormimise arengut ja optimeerida konstruktsiooni.
