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多多书院 > 都市言情 > 失业回乡,我把废品修成国之重器 > 第88章 钢会热胀,石头也会,但不能互相撕
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第88章 钢会热胀,石头也会,但不能互相撕

“不能把钢骨架直接浇死在矿物材料里。”

第一次数字验证已经说明问题。

钢材与矿物复合材料的热膨胀系数不同。

温度升高二十摄氏度,五米长的钢结构与矿物结构之间,长度变化可能相差零点几毫米。

单独看并不大。

可如果两种材料完全粘在一起,谁都不允许对方自由伸缩,这零点几毫米就会转化成巨大的界面应力。

短时间不会断。

经历几年昼夜温差和设备冷热循环后,界面迟早出现裂纹。

“如果不粘在一起,矿物结构怎么参与承载?”

北川项目工程师问。

“它不需要承担全部主载荷。”

周野在结构图上区分出两条力流。

“主轴、b轴和c轴产生的切削力,全部通过钢骨架传递。”

“矿物结构负责增加阻尼、限制局部变形和保持外部几何稳定。”

“二者需要连接。”

“但不是所有方向都锁死。”

赵启明想到一种精密设备常用的安装方式。

“三点定基准。”

“中心位置完全固定。”

“其他位置只限制必要方向,释放热膨胀方向。”

就像铁轨不能把每一处都彻底焊死在地面上。

温度变化时,必须允许它沿长度方向微量伸缩。

重岳二号也可以采用类似思路。

钢骨架与矿物主体之间设置十三个连接点。

中央基准点限制三个方向。

左右两个辅助基准点分别限制两个方向和一个方向。

剩余十个连接点采用高刚度柔性连接片。

切削力作用时,连接片在主要受力方向几乎不动。

温度变化时,却允许钢骨架沿长度方向产生微量位移。

“热位移允许多少?”

“按照五十摄氏度极限温差计算,至少零点八毫米。”

“实际工作环境不会达到这么大。”

“但设计必须留余量。”

第一版柔性连接片过薄。

热位移没问题,扭转刚度却下降百分之十八。

第二版增加厚度。

刚度提高,界面热应力又超过限制。

第三版将直线连接片改成S形复合结构。

主要受力方向由两层钢片共同承载。

热膨胀方向则通过S形微量展开释放位移。

【钢骨架与矿物主体柔性连接方案】

【主要受力方向刚度:设计目标的106%】

【允许热位移:1.1毫米】

【环境温差20摄氏度时界面应力:安全上限的43%】

【预计连接疲劳寿命:小时】

【混合主体设计完成度提升至89%】

数字模型通过,只是第一步。

野火工业先制造十二套缩比连接试件。

钢块模拟内部骨架。

矿物复合材料模拟外部主体。

S形连接片安装在二者之间。

试件进入温度循环箱。

零下二十摄氏度。

保持两小时。

升温到六十摄氏度。

再保持两小时。

一次完整循环需要近六个小时。

为了加快验证,十二套试件分三组同时进行。

温度循环两百次。

相当于经历数年的极端冷热变化。

试验结束后,连接片没有裂纹。

矿物材料没有脱层。

中央基准点最大位移零点零零三毫米。

柔性连接端的自由滑移量达到设计要求。

随后进行静载与交变载荷测试。

主要受力方向施加设计载荷的一点五倍。

连接刚度没有明显下降。

一千万次交变加载以后,S形连接片表面依旧没有疲劳裂纹。

方案可行。

接下来是钢骨架本身。

如果采用普通焊接箱体,制造速度确实快。

但五吨多钢结构经过大量焊接,会产生严重残余应力。

即使整体热处理,也需要大型炉体和数月稳定时间。

“核心骨架不焊。”

周野将结构分成十个大型部件。

两个b轴回转支撑座。

一个主轴承载框。

四根闭合箱形梁。

三个连接节点。

所有部件分别锻造和加工。

最终通过二十四根高强度预紧拉杆连接。

“螺栓连接能比焊接牢?”

有人提出疑问。

“普通螺栓不行。”

赵启明说道,“预紧结构不是靠螺栓杆承受剪切。”

“它先用巨大压力把连接面压紧。”

“外部载荷通过接触面摩擦传递。”

“只要预紧力不失效,整体刚度不会比焊接结构低。”

更重要的是,这种骨架可以拆卸。

某个承力梁损坏,不需要报废整套主体。

更换单个模块,再重新施加预紧力即可。

重岳二号的制造路线最终确定。

预紧式锻钢闭合骨架。

柔性连接矿物复合主体。

内部可更换阻尼模块。

从制造开始,就按照维护和批量生产要求设计。

系统完成最终验证。

【重岳二号混合主体设计完成】

【主体结构:预紧式锻钢骨架与矿物复合外壳】

【预计静态刚度:重岳一号的134%】

【预计结构阻尼:重岳一号的2.8倍】

【预计制造周期:48天】

【预计疲劳寿命:大于小时】

【工程化制造成功率:81%】

十个月的铸造周期,被压缩到四十八天。

但这条新路线,从来没有人制造过完整样机。

数字模型能证明它理论可行。

真正把五吨多骨架拼成微米级整体,才是最大的考验。

……