Titanstahl-Verbundplatte ist ein Hochleistungsstahlmaterial, das durch einen Verbundprozess aus kohlenstoffarmem Basisstahl und Ummantelungstitanmetall gewalzt und kombiniert wird. Es ist derzeit eines der am häufigsten erforschten und am häufigsten verwendeten Verbundmetallprofile im technischen Bereich. Im Vergleich zu herkömmlichem Stahl weisen Titanstahl-Verbundplatten eine gute Wärmeleitfähigkeit, geringere Kosten und erhebliche Preis- und Marktvorteile auf. Sie können die Designeffizienz verbessern und die Wartungskosten senken. Derzeit wurden mechanische Untersuchungen zu Titanstahl-Verbundplatten durchgeführt, die Stabilitätsforschung ist jedoch noch unzureichend. Dieser Artikel basiert auf der Druckstabilitätstheorie von Titanstahl-Verbundplatten und analysiert deren Stabilität unter Druck.
Die Forschung zuVerbundplatten aus Titanstahlkonzentriert sich hauptsächlich auf die Zubereitungsmethoden. Zu den aktuellen Vorbereitungsmethoden gehören hauptsächlich das Diffusionsverbundverfahren, das Sprengverbundverfahren, das Sprengwalzverbundverfahren und das Walzverbundverfahren. Das Diffusionsverbundverfahren wird hauptsächlich zur Herstellung kleiner Schweißverbindungen eingesetzt, allerdings ist die Vorbereitungszeit lang und die Effizienz gering. Das Sprengverbundverfahren ist ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren mit einfachem Prozess, hoher Klebefestigkeit und der Möglichkeit, gewellte Grenzflächen zu erhalten. Aufgrund der enormen Vibrationen und Geräusche, die durch Explosionen entstehen, kann es jedoch in gewissem Maße zu Umweltverschmutzung und Lärmbelästigung kommen, was nicht im Einklang mit dem Trend einer umweltfreundlichen Entwicklung steht. Darüber hinaus sind die Arbeitsbedingungen schlecht und der Grad der Mechanisierung gering, so dass damit keine großformatigen Titanstahl-Verbundplatten hergestellt werden können. Das explosive Rollverbundverfahren ist ebenfalls weit verbreitet, aber das Verfahren ist kompliziert und eine unsachgemäße Steuerung kann die Verbindungsfestigkeit von Titanstahl-Verbundplatten beeinträchtigen. Die durch Walzen von Verbundplatten hergestellte Titanstahl-Verbundplatte weist eine gute Oberflächenqualität, freie Größe, hohe Genauigkeit, geringe Umweltverschmutzung und eine hohe Ausbeute auf. Es eignet sich für die Bearbeitung von Titanstahl-Verbundplatten mit großen Schutzschichtflächen und ist die Hauptrichtung für die Zukunft. Das Titanstahl-Verbundplattenmaterial ist in Abbildung 1 dargestellt.
GB/T 8547-2019 „Titanium Steel Composite Plate“ und GB/T 8546-2017 „Titanium Steel Composite Plate“ schlagen die Berechnung der Zugfestigkeit, Dehnung und Scherfestigkeit von Titanstahl-Verbundplatten vor. Die untere Grenze der Zugfestigkeit Rmj wird nach Gleichung (1) berechnet:
Die Dehnungsrate A der Titanstahl-Verbundplatte darf nicht kleiner als der untere Wert des Mittelwerts des Basis- oder Verkleidungsmaterialstandards sein. Die Scherfestigkeit der Grenzfläche zwischen Titanstahl-Verbundplatten der Klasse 0 ist größer oder gleich 196 MPa, und die Scherfestigkeit der Grenzfläche zwischen Titanstahl-Verbundplatten der Klasse 1 und 2 ist größer oder gleich 140 MPa. Die Scherfestigkeit von Titanstahl-Verbundplatten bei verschiedenen Temperaturen ist in Abbildung 2 dargestellt.
Knickanalyse.
Aufgrund der Abnahme der Gesamttragfähigkeit und Stabilität der Platte nach der Durchbiegung wirkt sich die zunehmende Durchbiegung auf ihre Leistung aus. Daher begrenzen die aktuellen Vorschriften das Verhältnis von Breite zu Dicke der Platte und verlangen, dass die Platte keine lokale Instabilität erleiden darf, bevor eine allgemeine Instabilität auftritt. Unter Berücksichtigung des Knickeffekts auf die Festigkeit der Platte nach dem Knicken kann die kontinuierliche Festigkeitsmethode die Formentwicklung von Verbundplatten genauer berücksichtigen und das Strukturdesign optimieren.
