W jaki sposób aluminiowa struktura bilansu i trwałości długiego zasięgu?

Równowaga między lekką a trwałością aluminiowej struktury Długie zasięg Pruner osiąga się poprzez wielowymiarową optymalizację nauk materialnych, procesów konstrukcyjnych i procesów produkcyjnych. Podstawowa zaleta stopów aluminiowych polega na ich niskiej gęstości i wysokiej wytrzymałości specyficznej. Gęstość czystego aluminium wynosi tylko 2,7 g/cm³, która wynosi około jednej trzeciej stali, ale dodając elementy takie jak magnez i krzemion, tworząc stopy (takie jak stali o niskiej zawartości stali. Na przykład stopy aluminium-magnesum nie tylko zmniejszają wagę, ale także zwiększają odporność na korozję i odporność na zmęczenie poprzez procesy wzmocnienia roztworu stałego i stłumienia. Ponadto plastyczność stopów aluminium pozwala ich przetwarzać w złożone kształty przekrojowe poprzez procesy kształtowania lub wytłaczania, dodatkowo optymalizując właściwości mechaniczne.
Projekt przekrojowy podobny do projektu I-Beam jest przyjmowany w celu zwiększenia bocznego momentu bezwładności w celu poprawy odporności na zginanie przy jednoczesnym zmniejszeniu nadmiarowej masy materiałów. Na przykład, gdy rurka aluminiowa pewnego rodzaju nożyc do przycinania jest poddawana ciśnieniu podłużnym, jej struktura w kształcie „I” może równomiernie rozłożyć naprężenie do kołnierzy po obu stronach, aby uniknąć lokalnej deformacji. Pręty teleskopowe zwykle przyjmują zagnieżdżony projekt wielofunkcyjny, a każdy odcinek korpusu pręta jest precyzyjnie wyrównany przez rowek stempla lub system kolei prowadzący, aby zapobiec rozluźnieniu strukturalne spowodowane obrotem lub przesunięciem podczas procesu teleskopowego. Niektóre produkty osadzały również stalowe klamry lub sprężynowe szpilki w stawach, aby zwiększyć siłę węzłów. Chociaż główny korpus jest wykonany ze stopu aluminium, ostrza, zawiasy i inne części, które noszą siły ścinające o wysokiej częstotliwości, są często wykonane z stali o wysokiej zawartości węglowej lub stali narzędziowej SK5, które są łączone z aluminiowym korpusem prętów poprzez nitowanie lub spawanie, tworząc „twardą i miękką” strukturę hybrydową.
Rurka aluminiowa jest tworzona na wstępny zarys poprzez proces wytłaczania na gorąco, a następnie wewnętrzny obszar stężenia naprężenia jest zmieszany przez maszynę CNC w celu zmniejszenia występowania mikro pęknięć. W tym procesy takie jak anodowanie, chromowanie lub powłoka teflonowa. Na przykład po tym, jak pewien rodzaj pręta teleskopowego jest chromowany, twardość powierzchni może osiągnąć 800-1000 HV, odporność na zużycie jest zwiększona o ponad 3 razy, a powstaje gęsta warstwa tlenku, aby zapobiec korozji środowiska. W przypadku części nie obciążających, takich jak uchwyty, stop aluminium odlewu może osiągnąć złożone zakrzywione modelowanie powierzchni, zapewniając jednocześnie siłę i jeszcze bardziej zmniejszyć wagę poprzez wewnętrzną strukturę plastra miodu.
Analiza elementów skończonych służy do symulacji rozkładu siły podczas przycinania i optymalizacji grubości ściany pręta. Na przykład grubość ściany pręta ścinania przycinającego stopniowo zmienia się z 2,5 mm na końcu uchwytu do 1,2 mm u góry, co nie tylko zmniejsza ciężar na końcu, ale także zapewnia opór skrętny korzenia. Aluminiowy uchwyt jest pokryty gumową lub silikonową warstwą przeciwpoślizgową, która nie tylko zwiększa tarcie uchwytu, ale także pochłania wibracje poprzez deformację sprężystą, aby uniknąć złamania zmęczenia metalu spowodowanego długotrwałym użyciem. W przypadku środowisk wilgotnych lub zakurzonych niektóre produkty rozpryskiwają powłoki hydrofobowe na powierzchni stopu aluminium lub używają w pełni zamkniętych łożysków, aby zapobiec atakowaniu piasku i powodowania zacięcia mechanizmu.
Aby zapewnić faktyczną wydajność struktury aluminiowej, symulowane są dziesiątki tysięcy działań otwierających i zamykających, aby wykryć, czy zawiasy i mechanizmy teleskopowe mają deformację tworzyw sztucznych lub rozszerzenie szczeliny. Próbki umieszczono w komorze solnej rozpylonej lub przyspieszonym urządzeniu do starzenia się ultrafioletowego w celu zweryfikowania odporności na korozję powłoki i podłoża. Obciążenie statyczne przekraczające nominalną siłę cięcia jest nakładana do pręta, aby upewnić się, że nie ma trwałego zginania lub złamania.