La piastra composita in acciaio al titanio è un materiale in acciaio ad alte prestazioni che viene laminato e combinato mediante un processo composito di acciaio di base a basso tenore di carbonio e metallo di titanio di rivestimento. Attualmente è uno dei profili metallici compositi ampiamente ricercati e applicati nel campo dell'ingegneria. Rispetto all'acciaio tradizionale, i pannelli compositi in acciaio al titanio presentano una buona conduttività termica, costi inferiori e vantaggi significativi in termini di prezzo e mercato. Possono migliorare l'efficienza della progettazione e ridurre i costi di manutenzione. Attualmente sono state condotte ricerche meccaniche sulle piastre composite di acciaio al titanio, ma la ricerca sulla stabilità è ancora insufficiente. Questo articolo si basa sulla teoria della stabilità a compressione delle piastre composite in acciaio al titanio e analizza la loro stabilità sotto compressione.
La ricerca supiastre composite in acciaio al titaniosi concentra principalmente sui metodi di preparazione. Gli attuali metodi di preparazione includono principalmente il metodo del composito a diffusione, il metodo del composito esplosivo, il metodo del composito a rotazione esplosiva e il metodo del composito a rotazione. Il metodo composito per diffusione viene utilizzato principalmente per preparare giunti saldati di piccole dimensioni, ma il tempo di preparazione è lungo e l'efficienza è bassa. Il metodo del composito esplosivo è un metodo di produzione ampiamente utilizzato con un processo semplice, un'elevata forza di adesione e la capacità di ottenere interfacce ondulate. Tuttavia, a causa delle enormi vibrazioni e del rumore generati dalle esplosioni esplosive, possono causare in una certa misura inquinamento ambientale e acustico, il che non è in linea con la tendenza dello sviluppo verde. Inoltre, le condizioni di lavoro sono sfavorevoli e il grado di meccanizzazione è basso, quindi non può essere utilizzato per produrre piastre composite di acciaio al titanio di grandi dimensioni. Anche il metodo composito a laminazione esplosiva è ampiamente utilizzato, ma il processo è complicato e un controllo improprio può influire sulla forza di adesione delle piastre composite in acciaio al titanio. La piastra composita in acciaio al titanio prodotta mediante laminazione di piastre composite presenta una buona qualità superficiale, dimensioni libere, elevata precisione, basso inquinamento ambientale e resa elevata. È adatto per la lavorazione di piastre composite in acciaio al titanio con ampie aree di strato protettivo ed è la direzione principale per il futuro. Il materiale della piastra composita in acciaio al titanio è mostrato nella Figura 1.
GB/T 8547-2019 "Piastra composita in acciaio al titanio" e GB/T 8546-2017 "Piastra composita in acciaio inossidabile al titanio" propongono il calcolo della resistenza alla trazione, all'allungamento e alla resistenza al taglio delle piastre composite in acciaio al titanio. Il limite inferiore della resistenza alla trazione Rmj è calcolato secondo l'equazione (1):
Il tasso di allungamento A della piastra composita in acciaio al titanio non deve essere inferiore al valore inferiore del valore medio dello standard del materiale di base o di rivestimento. La resistenza al taglio dell'interfaccia tra le piastre composite in acciaio al titanio di Classe 0 è maggiore o uguale a 196 MPa e la resistenza al taglio dell'interfaccia tra le piastre composite in acciaio al titanio di Classe 1 e Classe 2 è maggiore o uguale a 140 MPa. La resistenza al taglio delle piastre composite di acciaio al titanio a diverse temperature è mostrata nella Figura 2.
Analisi dell'instabilità.
A causa della diminuzione della capacità portante complessiva e della stabilità della piastra dopo la deflessione, l'aumento della deflessione ne influenzerà le prestazioni. Pertanto, le normative attuali limitano il rapporto larghezza/spessore della piastra, richiedendo che la piastra non possa subire instabilità locale prima che si verifichi l'instabilità complessiva. Considerando l’effetto dell’instabilità sulla resistenza della piastra dopo l’instabilità, il metodo della resistenza continua può tenere conto in modo più accurato dello sviluppo della sagomatura delle piastre composite e ottimizzare la progettazione strutturale.
