Diseño y Control de Tasa de Grandes Resortes de Aleación de Titanio para Aplicaciones Aeroespaciales
Autores: Li, Lei; Xu, Qiufa; Yang, Haiying; Ying, Yang; Cao, Zuhan; Guo, Dizi; Ji, Vincent
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y Control de Tasa de Grandes Resortes de Aleación de Titanio para Aplicaciones Aeroespaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Grandes resortes de acero
Resortes de aleación de titanio
Separación por compresión
Sistema de separación por catapulta
ángulo de hélice
Aleación de titanio beta-C
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Durante la separación entre el satélite y los vehículos de lanzamiento, a menudo se utilizan grandes resortes de acero como conjuntos de resortes de separación por compresión en un sistema de separación por catapulta. Reemplazar los resortes de acero por resortes de aleación de titanio podría reducir el peso en aproximadamente un 50%. Aunque los resortes de aleación de titanio se han utilizado ampliamente en el campo aeroespacial debido a su excelente rendimiento, hay pocos informes sobre el diseño de resortes de aleación de titanio de alta precisión. Los estándares actuales de diseño de resortes se centran principalmente en los resortes de acero con ángulos de hélice entre 5 grados y 9 grados, que no son aplicables a los resortes de titanio. Además, también se debe considerar el cambio en la tasa de resorte con la temperatura ambiente. En este documento, se utilizó aleación de titanio beta-C para diseñar y preparar grandes resortes de separación por compresión, reemplazando los resortes de acero en el sistema de separación por catapulta. El diseño de los resortes de aleación de titanio tuvo en cuenta el gran ángulo de hélice. Se calculó la relación entre el ángulo de hélice y el número de espiras activas. Los parámetros de los resortes de aleación de titanio se determinaron mediante el esfuerzo cortante del resorte en la longitud de trabajo. Se estudiaron los efectos de la temperatura de envejecimiento y la duración del envejecimiento en las propiedades mecánicas y el módulo de la aleación beta-C. Al ajustar el proceso de envejecimiento, se controló la tasa del resorte de aleación beta-C para cumplir con los requisitos de diseño. También se investigó el efecto de la temperatura ambiente en las propiedades mecánicas y el módulo de la aleación de titanio beta-C. Se encontró que a medida que aumentaba la temperatura ambiente, la tasa del resorte de aleación beta-C disminuía gradualmente.
Descripción
Durante la separación entre el satélite y los vehículos de lanzamiento, a menudo se utilizan grandes resortes de acero como conjuntos de resortes de separación por compresión en un sistema de separación por catapulta. Reemplazar los resortes de acero por resortes de aleación de titanio podría reducir el peso en aproximadamente un 50%. Aunque los resortes de aleación de titanio se han utilizado ampliamente en el campo aeroespacial debido a su excelente rendimiento, hay pocos informes sobre el diseño de resortes de aleación de titanio de alta precisión. Los estándares actuales de diseño de resortes se centran principalmente en los resortes de acero con ángulos de hélice entre 5 grados y 9 grados, que no son aplicables a los resortes de titanio. Además, también se debe considerar el cambio en la tasa de resorte con la temperatura ambiente. En este documento, se utilizó aleación de titanio beta-C para diseñar y preparar grandes resortes de separación por compresión, reemplazando los resortes de acero en el sistema de separación por catapulta. El diseño de los resortes de aleación de titanio tuvo en cuenta el gran ángulo de hélice. Se calculó la relación entre el ángulo de hélice y el número de espiras activas. Los parámetros de los resortes de aleación de titanio se determinaron mediante el esfuerzo cortante del resorte en la longitud de trabajo. Se estudiaron los efectos de la temperatura de envejecimiento y la duración del envejecimiento en las propiedades mecánicas y el módulo de la aleación beta-C. Al ajustar el proceso de envejecimiento, se controló la tasa del resorte de aleación beta-C para cumplir con los requisitos de diseño. También se investigó el efecto de la temperatura ambiente en las propiedades mecánicas y el módulo de la aleación de titanio beta-C. Se encontró que a medida que aumentaba la temperatura ambiente, la tasa del resorte de aleación beta-C disminuía gradualmente.