Hvordan balanserer aluminiumsstrukturen i lang rækkevidde afbalancen lethed og holdbarhed?

Balancen mellem lethed og holdbarhed af aluminiumsstrukturen af Lang rækkevidde Pruner opnås gennem multidimensionel optimering af materialevidenskab, strukturelle design og fremstillingsprocesser. Kernefordelen ved aluminiumslegeringer ligger i deres lave densitet og høje specifikke styrke. Densiteten af ​​rent aluminium er kun 2,7 g/cm³, som er ca. en tredjedel af stålet, men ved at tilsætte elementer som magnesium og silicium til dannelse af legeringer (såsom 6061-T6 eller 7075 aluminiumlegeringer) kan dens trækstyrke øges til mere end 300 MPa, tæt på niveauet for nogle lavendede. For eksempel reducerer aluminiumsmagnesiumlegeringer ikke kun vægten, men forbedrer også korrosionsbestandighed og træthedsmodstand gennem fast opløsningsstyrke og nedbørshærdende processer. Derudover tillader duktiliteten af ​​aluminiumslegeringer dem at blive behandlet i komplekse tværsnitsformer gennem smedning eller ekstruderingsstøbningsprocesser, hvilket yderligere optimerer mekaniske egenskaber.
Det tværsnitsdesign, der ligner det for en I-bjælke, vedtages for at øge det laterale treghedsmoment for at forbedre bøjningsmodstanden, mens den overflødige vægt af materialer. For eksempel, når aluminiumsrøret i en bestemt type beskæringssaks udsættes for langsgående tryk, kan dets "jeg" -formede struktur jævnt fordele stresset til flangerne på begge sider for at undgå lokal deformation. Teleskopstænger vedtager normalt et indlejret multisektionsdesign, og hver sektion af stanglegemet er nøjagtigt justeret gennem en stemplings rille eller et guide jernbanesystem for at forhindre strukturel løsning forårsaget af rotation eller forskydning under teleskopisk proces. Nogle produkter indlejrer også stålspænder eller fjederstifter ved samlingerne for at forbedre knudepunkternes styrke. Selvom hovedlegemet er lavet af aluminiumslegering, er knivene, hængslerne og andre dele, der bærer højfrekvente forskydningskræfter, ofte lavet af stål med højt kulstofindhold eller SK5-værktøj, som er kombineret med aluminiumstanglegemet gennem nitning eller svejsning for at danne en "hård og blød" hybridstruktur.
Aluminiumsrøret dannes til en foreløbig kontur gennem en varm ekstruderingsproces, og derefter formales det interne stresskoncentrationsområde af et CNC -maskinværktøj for at reducere forekomsten af ​​mikro revner. Inklusive processer såsom anodisering, krombelægning eller teflonbelægning. For eksempel, efter at en bestemt type teleskopstang er forkromet, kan overfladehårdheden nå 800-1000 HV, øges slidmodstanden med mere end 3 gange, og en tæt oxidfilm dannes for at forhindre miljøkorrosion. For ikke-belastede bærende dele, såsom håndtag, kan die-støbt aluminiumslegering opnå kompleks buet overflademodellering og samtidig sikre styrke og reducere vægten yderligere gennem intern honningkomstruktur.
Endelig elementanalyse bruges til at simulere kraftfordelingen under beskæring og optimerer stangens vægtykkelse. F.eks. Skifter vægtykkelsen af ​​stangen af ​​en beskæringsskær gradvist fra 2,5 mm ved håndtaget til 1,2 mm øverst, hvilket ikke kun reducerer vægten i slutningen, men også sikrer rotens torsionsmodstand. Aluminiumshåndtaget er dækket med et gummi eller silikone anti-slip-lag, som ikke kun øger grebfriktionen, men absorberer også vibrationer gennem elastisk deformation for at undgå metaltræthedsfraktur forårsaget af langvarig anvendelse. I fugtige eller støvede miljøer sprayer nogle produkter hydrofobe belægninger på aluminiumslegeringsoverfladen eller bruger fuldt forseglede lejer for at forhindre, at sand invaderer og får mekanismen til at marmelade.
For at sikre den faktiske ydelse af aluminiumsstrukturen simuleres titusinder af åbning og lukning af handlinger for at opdage, om hængsler og teleskopmekanismer har plastdeformation eller gapudvidelse. Prøverne anbringes i et saltspraykammer eller ultraviolet accelereret aldringsudstyr for at verificere korrosionsmodstanden for belægningen og substratet. En statisk belastning, der overstiger den nominelle skærekraft, påføres stangen for at sikre, at der ikke er nogen permanent bøjning eller brud.