Dearadh is Fearr ar Bhlaosc Sféarúil Hidreafóin Veicteoir Comhchreathadh(1)

Abstract: Ag díriú ar fhadhb brú struchtúrach hidreafóin veicteoir domhain-uisce, díorthaítear an fhoirmle strus uasta den bhlaosc sféarúil brú seachtrach, agus tionchar na n-ábhar agus toisí an chomhchreathadh Déantar anailís anseo ar hidreafón veicteoir sféarúil ar a fheidhmíocht fuaimiúil agus brú. Bunaithe ar seo, tugtar modh deartha d'íosdlús meán-bhlaosc sféarúil brú-bhallaí tanaí. Déantar staidéar ar na hábhair innealtóireachta tipiciúil domhainfharraige, roghnaítear ábhar cóimhiotal alúmanaim, agus tháirgtear hidreafón veicteoir sféarúil comh-chreathadh le doimhneacht friotaíochta brú deartha de 3000m. Insamhladh struchtúr brú-resistant an hidreafóin trí mhodh eiliminte críochta, agus rinneadh tástáil ar a íogaireacht, a dhírigheacht agus a chumas brú-resistant. Léiríonn na torthaí go bhfuil treoshuíomh maith cosine ag an hidreafón veicteoir, is é an íogaireacht -188 dB@500 Hz, agus is féidir leis brú seachtrach 37.5MPa a sheasamh. Fíoraíonn sé seo an modh dearaidh agus an innealtóireacht ar an meán-dlúis sféarúil brú-dhíonach le ballaí tanaí a thugtar sa pháipéar seo. Réasúnacht agus indéantacht dearadh an fhréamhshamhail

 

Réamhrá

 

Tá an is féidir le hidreafón veicteoir comh-chreathadh an fhaisnéis veicteoir treoluas tonnchrith a thomhas sa mheán réimse fuaime, agus is féidir le hidreafón veicteoir amháin aimsiú treorach an sprice fuaimiúil a chomhlánú. Tá buntáistí aige freisin maidir le méid beag, tomhaltas ísealchumhachta, íogaireacht ard, banna minicíochta measartha, agus tá sé an-oiriúnach le suiteáil ar ardáin gan fhoireann faoi uisce mar faoileoirí faoi uisce agus baoithe próifíle chun tascanna a dhéanamh mar bhrath sprioc agus monatóireacht ar thorann comhshaoil ​​mara. Faoi láthair, le forbairt na teicneolaíochta brú-resistant, tá doimhneacht oibre ardáin éagsúla gan fhoireann faoi uisce ag méadú, rud a chuireann ceanglais níos airde ar aghaidh maidir le cumas brú-resistant na hidreafóin veicteora. Tá hidreafóin veicteora forbartha ag na Stáit Aontaithe, an Rúis agus tíortha eile le doimhneacht oibre 5000 ~ 6000 m. Go baile, tá sé fós sa chéim tosaigh taighde. Rinneadh an hidreafón veicteoir le doimhneacht friotaíochta brú de 1000 m trí úsáid a bhaint as roisín eapocsa agus potaí ábhar ilchodach miocrób gloine agus líonadh ola bhlaosc miotail. Tá íogaireacht agus díreachacht an hidreafóin míshásúil; úsáidtear scéim bhlaosc dúbailte an bhlaosc ilchodach seachtrach agus an bhlaosc cóimhiotal alúmanaim istigh chun hidreafón veicteoir a dhearadh le doimhneacht friotaíochta brú 2000 m. Mar gheall ar a mhéid mór, a ard Níl an teorainn minicíochta uachtarach ach 1000 Hz; rinneadh an hidreafón veicteoir comh-chreathadh ilchodach brú-resistant a dhearadh agus a mhonarú le blaosc miotail clúdaithe le blaosc polúireatán. Tástáil tumadóireachta, is é 1200 m an doimhneacht tumadóireachta uasta. Fíoraíonn dearadh bhlaosc tanaí cóimhiotal alúmanaim capsule-chruthach hidreafón veicteoir comh-chreathadh le friotaíocht brú 20 MPa. Sa pháipéar seo, cuirtear an teoiric ábhartha maidir le dearadh soitheach brú i bhfeidhm maidir le dearadh hidreafón veicteoir doimhneacht mhór, agus úsáidtear blaosc sféarúil aon-chiseal le ballaí tanaí déanta as ábhair mhiotail ard-neart go díreach mar bhlaosc resistant an hidreafóin veicteora. Tá próiseas na scéime seo sách simplí, agus is féidir leis doimhneacht voltais a sheasamh go mór. Sa scéim seo, conas an t-ábhar bhlaosc sféarúil a roghnú agus méid an bhlaosc sféarúil a dhearadh ionas gur féidir feidhmíocht fhuaimiúil an hidreafóin veicteora a fheabhsú a oiread agus is féidir ar an mbonn go gcomhlíonann an fheidhmíocht friotaíochta brú na ceanglais an eochair do dhearadh an bhlaosc brú sféarúil an hidreafóin veicteora.

 

1 Fachtóirí tionchair feidhmíochta fuaimiúla de hidreafón veicteoir sféarúil comh-chreathadh

 

Nuair a bheidh an comh-creathadh oibríonn hidreafón veicteoir minicíocht íseal sa réimse fuaime faoi uisce, creathadh sé faoi ghníomhaíocht an réimse fuaime. Socraigh a threoluas creathadh go v. Ina theannta sin, socraigh suíomh lárionad geoiméadrach an hidreafóin bhunaidh nuair nach gcuirtear an hidreafón sa réimse fuaime. Más é treoluas tonnchrith na gcáithníní meánach v0, is féidir réamhchoinníoll an chaidrimh seo a leanas (3) a chur in iúl mar mhinicíocht na tonn fuaime fc 2 π R. Is féidir a fheiceáil ó chothromóid (3) nuair a bhíonn teorainn uachtarach minicíocht oibre an hidreafóin veicteoir comh-oscillating sféarúil i bhfad níos lú ná oc 2 π R, is lú an meán-chrathadh agus an dlús meánchiorclach v. creathadh an phointe cáilíochta uisce sa réimse fuaime. Dá mhéad luach iomlán an chóimheas aimplitiúid treoluas, is mó íogaireacht treoluas creathadh hidreafhóin, agus an difríocht chéim idir treoluas creathadh hidreafóin agus treoluas creathadh an phointe cáilíochta uisce ag druidim le nialas. Ós rud é go bhfuil an hidreafón veicteoir comh-chreathadh feistithe freisin le braiteoirí piocadh creathadh, ciorcaid aeroiriúnaithe comhartha agus struchtúir bhreise eile, tá sé deacair a thuiscint go bhfuil an meán-dlúis vr den hidreafón veicteoir níos lú ná an dlús ρ 0 uisce. Saothraíonn innealtóireacht go ginearálta go bhfuil meán-dlús an hidreafóin gar do dhlús an mheáin uisce. Ag an am seo, is féidir leis an hidreafón treoluas tonnchrith an phointe cáilíochta uisce sa réimse fuaime thart ar 1:1 a phiocadh suas, agus is féidir leis an teorainn uachtarach de mhinicíocht oibre an hidreafóin a bheith mar an gcéanna-chreathadh uisce veicteoir. Áirítear go príomha ar fheidhmíocht fhuaimiúil an éisteoir íogaireacht, directivity agus banna minicíochta oibre. Nuair a bhíonn íogaireacht an bhraiteora piocadh creathadh inmheánach seasmhach, déantar íogaireacht an hidreafhóin a chinneadh ag a mheándlús. Dá lú an meándlús, is airde íogaireacht an hidreafóin. Is é íogaireacht cliathánach an bhraiteora piocadh creathadh inmheánach a chinneann treoshuíomh hidreafóin go príomha. Cuirfidh cruth an hidreafóin isteach ar an treoshuíomh freisin. Dá gaire an hidreafón do chruth sféarúil caighdeánach, is lú cur isteach a bheidh aige ar an treoshuíomh. Ós rud é go bhfuil teorainn minicíochta uachtarach an bhraiteora piocadh creathadh inmheánach ard i gcoitinne, déantar teorainn uachtarach banna minicíochta oibre an hidreafóin a chinneadh go ginearálta ag ga seachtrach Ro an hidreafóin. Dá lú an ga seachtrach, is airde an teorainn uachtarach de mhinicíocht oibre an hidreafóin. Dá bhrí sin, nuair a bhíonn an bhlaosc sféarúil brú-resistant den hidreafón veicteoir comh-chreathadh á dhearadh, chun feidhmíocht fhuaimiúil an hidreafóin a uasmhéadú, is gá meándlús r an bhlaosc sféarúil a dhéanamh chomh beag agus is féidir faoin mbonn an fheidhmíocht brú-resistant a shásamh. Ag an am céanna, déan an ga seachtrach Ro chomh beag agus is féidir. Éilíonn teorainn minicíochta uachtarach an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh, is lú an ga seachtrach, is amhlaidh is fearr; éilíonn íogaireacht an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh, is lú an meándlús, is amhlaidh is fearr; is lú an ga seachtrach nuair nach bhfuil an t-ábhar agus an tiús gan athrú , Méadaíonn an meán-dlúis ina ionad sin, rud atá contrártha. Éilíonn feidhmíocht brú an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh, is lú an ga seachtrach, is mó an tiús, agus is airde an neart ábhartha, is amhlaidh is fearr. Is lú an ga seachtrach agus is mó an tiús, is mó an dlús meánach, atá contrártha freisin. Éilíonn friotaíocht brú agus feidhmíocht fhuaimiúil an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh go bhfuil dearadh a bhlaosc sféarúil chomh beag agus is féidir (íogaireacht ard) agus ga seachtrach chomh beag agus is féidir (uasteorainn ardmhinicíochta) ar an mbonn go sroichfidh sé na ceanglais friotaíochta brú), cuireann na srianta seo srian ar a chéile. Déanfaidh an méid seo a leanas staidéar ar an gcaidreamh idir ábhar, ga seachtrach agus tiús bhlaosc sféarúil an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh agus a fhriotaíocht brú, íogaireacht agus teorainn uachtair ardmhinicíochta, chun an veicteoir a aimsiú leis an fheidhmíocht fhuaimiúil is fearr faoin mbonn a bhaineann leis an bhfeidhmíocht brú a shásamh. Scéim dearaidh bhlaosc sféarúil brú-resistant an hidreafóin.

 

2 Anailís teip ar bhlaosc sféarúil le ballaí tanaí faoi bhrú seachtrach

 

Nuair a bhíonn an hidreafón veicteoir sféarúil comh-chreathadh ag obair de ghnáth faoi uisce, bíonn a bhlaosc sféarúil brú-resistant faoi réir brú hidreastatach seachtrach. Is soitheach brú seachtrach é. Gan smaoineamh ar an teip creimeadh, tá dhá phríomh-mhodh teip ann: teip neart agus teip Cobhsaíochta.

 

2.1 Teip neart

Ciallaíonn teip neart, nuair a sháraíonn strus uasta ábhar i soitheach brú a phointe toraidh, go n-athraíonn an t-ábhar ó dhífhoirmiú leaisteacha go dífhoirmiúchán plaisteach, rud a fhágann go bhfuil dífhoirmiúchán nó briste dochúlaithe ann. De réir an phríomh-theoiric strus agus critéar teip leaisteacha, mura bhfuil teip neart ag an bhlaosc sféarúil brú seachtrach, ba cheart go mbeadh an strus uasta T níos lú ná nó cothrom le teip neart strus incheadaithe an ábhair a úsáidtear sa bhlaosc sféarúil. I réimse an dearadh soitheach brú, úsáideann daoine an fhoirmle strus uasta agus iad ag dearadh sliogáin sféarúla brú seachtracha. Is foirmle achoimre ar thaithí innealtóireachta í an fhoirmle seo. Tá an ríomh simplí, ach is é an réamhriachtanas chun é a bhunú ná gur blaosc le ballaí tanaí é an bhlaosc sféarúil, is é sin, tá Ro/Ri ag teastáil. ≤ 1.35, áit arb é Ro an ga seachtrach den bhlaosc sféarúil agus is é Ri an ga inmheánach. Baineann an tuaslagán a fhaightear tríd an bhfoirmle seo a úsáid leis an réiteach áitiúil is fearr. Dá bhrí sin, athdhíorthú an strus uasta ar an bhlaosc sféarúil brú seachtrach. Bíodh p mar an brú seachtrach ar an sceall sféarúil agus δ mar thiús an bhlaosc sféarúil. De réir teoiric an bhlaosc rothlach, tá an strus gathacha taobh istigh den bhlaosc sféarúil le ballaí tanaí faoi bhrú seachtrach an-bheag, agus θθ . ní mheastar ach an strus comhbhrúiteach aiseach Tzz agus an strus comhbhrúiteach imlíne T Ós rud é go bhfuil cruth geoiméadrach an bhlaosc sféarúil siméadrach maidir le lár an sféir, tá an strus comhbhrúiteach aiseach agus an strus comhbhrúiteach imlíne comhionann i luach. Ar an gcuid a théann trí lár an sféir, is é Fs = p π Ro2 fórsa iarmhartach an bhrú seachtrach p ar an gcuid den bhlaosc sféarúil, agus an t-achar trasghearrtha den ábhar bhlaosc Ss = π (Ro2-Ri2), mar sin is é Tzz agus T θθ den bhlaosc sféarúil brú seachtrach an bhlaosc sféarúil uasta.

 

2.2 Teip cobhsaíochta

Tagraíonn teip cobhsaíochta do mhainneachtain an tsoithigh brú ó stát cothromaíochta cobhsaí go stát éagobhsaí faoi ghníomhaíocht ualach seachtrach, agus go tobann cailleann sé a cruth geoiméadrach bunaidh. Nuair a bhíonn tiús an bhlaosc sféarúil an-tanaí, is minic a tharlaíonn an teip éagobhsaíochta roimh an teip neart. Maidir le sliogán sféarúil le ballaí tanaí faoi bhrú seachtrach, díorthaítear foirmle ríomh an bhrú buckling criticiúil pcr ó theoiric an dífhoirmithe beag, áit a bhfuil E modulus Young an ábhair bhlaosc sféarúil agus is é cóimheas Poisson an t-ábhar. Tá ríomh na foirmle brú criticiúil teoiriciúil dífhoirmithe beag sách simplí, ach tá an earráid sách mór, is féidir fachtóir sábháilteachta níos mó a chúiteamh m. Sonraíonn GB 150.3 m=14.52. Ansin ní mór an brú seachtrach uasta incheadaithe ps le haghaidh mainneachtain chobhsaíochta an bhlaosc sféarúil le ballaí tanaí a shásamh.

 

3 Dearadh optamú ar bhlaosc sféarúil brú-resistant de hidreafón veicteora

 

An bhlaosc sféarúil brú-resistant an ar thrasduchtóir hidreafóin veicteora agus ní mór dó an brú seachtrach uasta incheadaithe a chomhlíonadh p=min(pi, ps). ní theipeann I dteannta le paraiméadair an ábhair féin, ní bhaineann an t-uasbhrú seachtrach p incheadaithe den bhlaosc sféarúil ach le Ri/Ro . Sainmhínigh athróg X=Ri/Ro. Is furasta a fhios gurb é X an cóimheas idir ga inmheánach agus seachtrach an bhlaosc sféarúil, X∈(0,1), tá an t-athróg seo gan toise, dá mhéad an X, is é is tanaí an bhlaosc sféarúil. Tar éis an strus incheadaithe T d'ábhar ar leith agus an brú seachtrach uasta incheadaithe p den bhlaosc sféarúil, faightear an luach uasta de X a chomhlíonann an bhlaosc sféarúil na riachtanais neart, a thaifeadtar mar Xi. Ar an gcaoi chéanna, tá modulus Young an E, Tar éis cóimheas Poisson μ agus an brú seachtrach uasta incheadaithe p den bhlaosc sféarúil, is féidir luach uasta X a chomhlíonann an bhlaosc sféarúil na ceanglais cobhsaíochta a fháil de réir na foirmle, a thaifeadtar mar Xs. Is féidir leis an hidreafón veicteoir sféarúil comh-chreathadh uisce statach seachtrach a sheasamh Feidhm brú p gan teip, agus tá an bhlaosc sféarúil brú-resistant ag teastáil chun na coinníollacha gan aon teip neart agus teip cobhsaíochta a chomhlíonadh ag an am céanna, agus is é an t-uasluach X a chomhlíonann na ceanglais ag an am céanna X = min X, X (12) Cinntear Xmax Níos déanaí, is féidir íos-dlús meánach an bhlaosc a fháil. Is furasta a fhios gurb é Vc=4π(Ro3-Ri3)/3 toirt an ábhair bhlaosc sféarúil. mais an sceall sféarúil mc=ρVc, áit arb é ρ dlús an ábhair sceall sféarúil. Is é Vs=4πRo3/3 an toirt uisce a scaoiltear leis an sceall sféarúil. Ansin is é r meándlús an sceall sféarúil r ná ρ dlús an ábhair, ar tairiseach dearfach é; is luach dearfach i gcónaí an téarma (1-X3) X∈(0,1) agus laghdaítear go haontonach é. Is é meándlús íosta an bhlaosc sféarúil a chomhlíonann na ceanglais brú. Dá bhrí sin, chun an dearadh is fearr a fháil ar bhlaosc sféarúil brú-resistant an hidreafóin veicteoir comh-chreathadh, ar dtús, ba cheart na ceanglais brú p agus airíonna an ábhair a chur in ionad an fhoirmle chun Xmax a ríomh; Má chuirtear Xmax isteach san fhoirmle is féidir íos-dlús meánach an bhlaosc sféarúil a chomhlíonann na riachtanais brú a fháil. Ag glacadh leis go bhfuil mais iomlán an braiteoir piocadh creathadh, ciorcad aeroiriúnaithe comhartha agus struchtúir bhreise eile taobh istigh den hidreafón veicteoir comh-chreathadh, is é luach íosta meán-dlúis an hidreafóin; i gcás ina gcinntear an t-ábhar bhlaosc sféarúil agus an ceanglas friotaíochta brú p Thíos, is luach cinnte é freisin. Maidir leis an hidreafón veicteoireach, socraíonn Ro an teorainn uachtarach fmax de mhinicíocht oibre an hidreafóin veicteora. Roghnaítear teorainn uachtarach minicíocht oibre an hidreafóin veicteora agus déantar an ga seachtrach Ro de bhlaosc sféarúil an hidreafóin veicteora a chinneadh. Ansin is féidir meándlús íosta an hidreafóin a fháil, agus is féidir íogaireacht treoluas creathadh an hidreafóin veicteora a fháil. Ar an gcaoi chéanna, má roghnaítear íogaireacht treoluas creathadh an hidreafóin veicteora, is féidir meán-dlúis an hidreafóin a fháil de réir cothromóid (3), agus is féidir ga seachtrach bhlaosc sféarúil an hidreafóin a fháil ag an am seo, agus is féidir an veicteoir a fháil An teorainn uachtarach de mhinicíocht oibre an hidreafóin. Trí na céimeanna thuas, is féidir linn an t-ábhar is oiriúnaí a fháil agus an réiteach teoiriciúil is fearr de na paraiméadair mhéid, mar shampla ga seachtrach agus tiús an bhlaosc sféarúil brú-resistant. Agus bunaithe ar shonraí méid bunúsacha an bhlaosc sféarúil brú-resistant, déantar an chéad dearadh mionsonraithe eile. Tar éis an dearadh a bheith críochnaithe, úsáidtear na bogearraí insamhalta eilimint chríochta chun anailís dáileadh struis agus anailís buckling a dhéanamh ar an bhlaosc deartha brú-resistant chun a chinntiú nach bhfuil teip neart agus teip cobhsaíochta ag an bhlaosc faoin mbrú dearaidh.

 

4 Dear sampla de shliogán sféarúil brú-resistant de hidreafón veicteora

Faoi láthair, tá doimhneacht oibre na faoileoirí faoi uisce príomhshrutha baile, baoithe próifíle agus ardáin eile gan fhoireann faoi uisce tar éis an leibhéal 2000 m a bhaint amach. D'fhonn lamháil sábháilteachta áirithe a sholáthar, socraítear doimhneacht friotaíochta brú deartha an hidreafóin go 3000 m, is é sin, p = 30 MPa.

 

4.1 leas iomlán a bhaint ábhar Shell

Ar dtús, ní mór dúinn an t-ábhar miotail is fearr a roghnú le haghaidh bhlaosc sféarúil brú-resistant an hidreafóin veicteoir comh-chreathadh. Liostaítear i dTábla 1 airíonna meicniúla roinnt ábhar innealtóireachta domhainfharraige a úsáidtear go coitianta, mar shampla cruach dhosmálta 304, 316L, cóimhiotal alúmanaim 6061T6, 7075T6, cóimhiotal tíotáiniam TC4 agus práis H90. D’fhéadfadh difríochtaí beaga a bheith i luachanna ábhartha na n-ábhar). Is féidir na ceanglais brú p agus airíonna ábhair éagsúla i dTábla 1 a chur isteach san fhoirmle a úsáid chun na hábhair innealtóireachta seo a fháil a chomhlíonann riachtanais neart Xi, ceanglais chobhsaíochta Xs, agus an dá cheann acu Xmax; cuir an Xmax a fhaightear isteach san fhoirmle , Is féidir an meándlús íosta is féidir a bhaint amach le blaosc sféarúil déanta as gach ábhar a chomhlíonann na riachtanais brú. Má chomhlíonann ábhar áirithe na ceanglais neart tá Xi níos lú ná na ceanglais chobhsaíochta Xs, ansin déantar an t-ábhar i liathróid a chomhlíonann na ceanglais neart I gcás bhlaosc, tá a chobhsaíocht barrachais; mar an gcéanna, má tá an Xí d'ábhar áirithe níos mó ná Xs, nuair a dhéantar an t-ábhar isteach i mblaosc sféarúil a chomhlíonann na ceanglais chobhsaíochta, tá a neart barrachais. Dá dlúithe na luachanna Xí agus Xs, is amhlaidh is cothroime neart agus cobhsaíocht an bhlaosc sféarúil a dhéantar den ábhar seo. I measc na n-ábhar éagsúla a thaispeántar i dTábla 2, tá cóimhiotal tíotáiniam Xi de TC4 níos mó ná Xs, rud a léiríonn go bhfuil neart an bhlaosc sféarúil déanta as an ábhar seo barrachas nuair a chomhlíonann sé na ceanglais chobhsaíochta. Ach amháin i gcás TC4, tá na Xí de na hábhair atá fágtha ar fad níos lú ná Xs, rud a léiríonn go bhfuil barrachas ar chobhsaíocht an bhlaosc sféarúil déanta as na hábhair seo nuair a chomhlíonann sé na riachtanais neart. I measc na n-ábhar i dTábla 2, tá cóimhiotal alúmanaim Xi agus Xs 7075T6 agus cóimhiotal tíotáiniam TC4 sách dlúth, rud a léiríonn go bhfuil neart agus cobhsaíocht an bhlaosc sféarúil déanta den dá ábhar seo sách cothrom. Is féidir a fheiceáil ó Thábla 2 gur féidir le meán-dlúis an bhlaosc sféarúil déanta as cóimhiotal alúmanaim agus cóimhiotal tíotáiniam TC4, faoi bhun an fhriotaíocht brú de 30 MPa a chomhlíonadh, i measc na n-ábhar innealtóireachta éagsúla a úsáidtear go coitianta atá liostaithe sa tábla, dlús a bhaint amach gar do nó níos lú ná uisce, atá ag teacht le riachtanais deartha an hidreafóin veicteoir sféarúil comh-chreathadh. Ina measc, tá an Xmax is mó ag ábhar cóimhiotail tíotáiniam TC4, is é sin, an bhlaosc sféarúil brú-resistant is tanaí déanta as an ábhar seo. Is féidir leis an bhlaosc sféarúil brú-resistant déanta as ábhar 7075T6 an meán-dlús is lú a bhaint amach, rud a fhágann an corrlach mais is mó do struchtúir inmheánacha eile. Ina theannta sin, tá buntáistí níos mó ag cóimhiotal alúmanaim ná cóimhiotal tíotáiniam TC4 i dtéarmaí costas ábhartha agus costas próiseála. Dá bhrí sin, is é cóimhiotal alúmanaim an t-ábhar is fearr chun sliogáin sféarúla veicteora hidreafóin brú-resistant a dhéanamh.

 

4.2 Dearadh méid an bhlaosc sféarúil brú-resistant

Roghnaítear an t-ábhar cóimhiotal alúmanaim chun blaosc sféarúil hidreafóin a dhéanamh le friotaíocht brú de 30 MPa, agus is é 0.64 × 103 kg/m3 meándlús íosta an bhlaosc sféarúil a chomhlíonann na riachtanais brú, agus X = 0.9177 ag an am seo. Má tá íogaireacht treoluas creathadh an veicteora hidreafóin |v/v0| ceadaithe go 0.8, ba cheart dearadh iarbhír an bhlaosc sféarúil hidreafóin a dhearadh ina dhá leath chun suiteáil comhpháirteanna inmheánacha a éascú. Glactar leis go bhfuil an dá shliogán leathsféarúil den hidreafón le chéile Tá mais bhreise an hidreafóin tomhaiste, an luasmhéadair, an lúibín gléasta, an ciorcad aeroiriúnaithe comhartha, agus an seomra treáite uiscedhíonta a úsáidtear sa hidreafón iarbhír, mais 99.5 g, mar sin suim na maise breise me = 149.5 g. Faightear an ga seachtrach Ro=36.48 mm de bhlaosc sféarúil an hidreafóin. X = Ri / Ro = 0.9177, ga inmheánach an bhlaosc sféarúil Ri = 33.48 mm, tiús an bhlaosc sféarúil = 3.00 mm, chun an áisiúlacht a bhaineann le ríomh, líníocht agus próiseáil, déantar ga inmheánach an bhlaosc sféarúil Ri a shlánú síos go 33 mm, is é an ga seachtrach Ro ná 36mm.

 

4.3 Seiceáil ar fheidhmíocht voltais a sheasamh

Tar éis sonraí méid an bhlaosc sféarúil brú-resistant a fháil, d'fhonn a chinntiú go bhféadfaidh sé na ceanglais brú-resistant a chomhlíonadh, déantar an fheidhmíocht brú-resistant a sheiceáil, agus breathnaítear go príomha ar an dá chás teip neart agus teip cobhsaíochta.

 

4.3.1 Teip neart

Is féidir a fheiceáil ó Thábla 1 gurb é 190 MPa an strus incheadaithe cóimhiotal alúmanaim a úsáidtear don bhlaosc sféarúil, atá in éineacht leis na paraiméadair mhéid bhlaosc sféarúil chun teip neart brú incheadaithe an bhlaosc sféarúil a fháil ná 30.4 MPa, atá níos mó ná 30 MPa, a chomhlíonann na ceanglais brú.

 

4.3.2 Teip cobhsaíochta

Cóimheas Poisson de chóimhiotal alúmanaim μ=0.33, modulus Young E=7.2×1010 Pa, agus an córas cobhsaíochta m=14.52. Agus na sonraí ábhartha agus méid an bhlaosc sféarúil a chur in ionad cothromóidí (8) agus (9), ríomhtar an brú éagobhsaíocht imthoisceach ríthábhachtach pcr = 611.6 MPa, agus is é 42.1 MPa an brú éagobhsaíochta imlíne incheadaithe, atá níos mó ná 30 MPa, a chomhlíonann na ceanglais brú. Is féidir a fheiceáil gur féidir le bhlaosc sféarúil brú-resistant an hidreafóin veicteora an brú hidreastatach seachtrach de 30 MPa a sheasamh. Agus tá an brú incheadaithe le haghaidh éagobhsaíocht imlíne níos mó ná an brú incheadaithe le haghaidh teip neart. Má leanann an brú ag méadú lasmuigh den bhlaosc sféarúil, tarlóidh an éifeacht neart ar dtús.

 

4.4 Dearadh innealtóireachta ar bhlaosc brú hidreafóin veicteora

Tar éis na sonraí bunúsacha a chinneadh mar ábhar, ga seachtrach agus tiús bhlaosc sféarúil brú-resistant an hidreafóin veicteora, is féidir dearadh mionsonraithe an bhlaosc hidreafóin veicteora a dhéanamh. Úsáideann an páipéar seo na bogearraí samhaltaithe 3D chun dearadh cúnta an hidreafóin veicteoir comh-chreathadh sféarúil mórdhomhain a dhéanamh. Taispeántar an radharc trasghearrtha den struchtúr hidreafóin veicteora i bhFíor 1.