2.    Имеются ли какие-нибудь требования к обработке материала? Например, должен быть материал отожжен или может быть обработан на твердый раствор?

3.    Имеются ли какие-нибудь специальные требования к инструменту? Например, требует ли твердость материала специальных режущих инструментов?

Ассортимент

1.    Есть ли материал в распоряжении?

2.    Могут ли возникнуть какие-нибудь проблемы после выбора этого материала?

3.    Какой формы материал обычно поставляется? Например, материал обычно поставляется в прутках или может быть лист? От этого зависит и возможная эффективная переработка, которая может применяться.

Стоимость материала

1.    Какова стоимость необработанного материала?

2.    Какова стоимость предполагаемых требований переработки?

3.    Сколько будет стоить переработанный материал?

17.2. КРИТЕРИЙ ОТБОРА МАТЕРИАЛА

Приняв во внимание материалы, подходящие к некоторой спецификации, нужно рассмотреть их относительно того, насколько хорошо они удовлетворяют этой спецификации. Из целого ряда материалов, которые имеются в наличии и подходят к поставленной задаче, нужно отобрать пригодные и в таком случае ответить на спорный вопрос, какой материал дает оптимальные свойства при выполнении требований спецификации. Для этого можно применить численные методы по определению оптимального материала.

Идентификация критических свойств

Критические свойства — это такие свойства, при которых материал уже не может быть годным. Так, здесь могло быть, например, требование, чтобы прочность была около некоторого конкретного предела напряжения или чтобы электрическое сопротивление было ниже некоторого конкретного граничного значения. Принимая во внимание, что некоторые такие критические пределы соответствуют поставленным значениям, материалы можно признать подходящими для рассмотрения.

Одним из путей дальнейшего решения проблемы является применение диаграмм материалы—свойства. Так, в данном случае это может быть форма диаграммы, показанная на Рис. 17.1а, где материалы указаны напротив двух значений свойств: модуля упругости и плотности. Для выбора материалов, которые имеют модуль упругости, скажем, 10 ГПа, проведем линию А при этом значении через диаграмму и все материалы выше этой линии сформируем в подкомплекс из которого может быть выбран нужный материал. Если необходимо требование, чтобы плотность была, по крайней мере, меньше 2 Мг/м3, то проводится линия Б на диаграмме при этом значении и все материалы слева от этой линии сформируются в подкомплект по этому критерию. Подкомплект материалов с обоими критериями находится, таким образом, в верхнем левом углу диаграммы.

Рис. 17.1. Диаграммы свойств:

а — по критерию плотности, б — по критерию жесткости

Подобную диаграмму можно применять, если требуется материал в форме балки с максимизированной жесткостью (см. Табл. 14.7). Эти требования определяют материалы со значениями Е/г больше некоторого критического значения. Предположим, например, требуются подкомплекты материалов, для которых Е/г больше 1000. Это будет линия В на диаграмме с посто янным наклоном 1000. На Рис. 17.16 показаны такая линия и таким образом полученный подкомплекс

Ряд таких диаграмм можно найти в кн.: Materials Selection in Mechanical Design (Pergamon Press, 1992) by M.F. Ashby.

Оценка достоинства

При попытке определить оптимальный материал может возникнуть проблема, если хотя и имеется ряд требуемых свойств и ряд материалов стыкуются по различным свойствам, но они находятся в разных областях. Тогда выход состоит в определении материала, который обладает наилучшим балансом свойств. Метод оценки достоинства в целом требует для каждого материала определить относительное значение достоинства каждого из его свойств. Оценки устанавливаются по сравнению с некоторым наилучшим материалом, которому присваивают максимальное значение достоинства, скажем, от 10 до 100. Все другие материалы имеют тогда относительные оценки. Например, для электрической проводимости чистой меди (проводимость 59-10“10 См/м) может быть дана оценка 100, и тогда проводимости других материалов оцениваются соответственно как процент по отношению к проводимости этой меди. На этой шкале алюминий (проводимость 38-Ю10 См/м) может иметь оценку (38/59)-100 = 64. Когда оценки достоинств были назначены для каждого материала и каждого свойства, то пришли к полной оценке материала по выбранным суммарным взвешенным оценкам достоинств для каждого свойства. Например, при отборе материалов для нитей электрических ламп накаливания для освещения по их точкам плавления, электрической проводимости, прочности и пластичности мы можем считать такое свойство, как точка плавления, более важным, чем проводимость, которая в свою очередь важнее, чем прочность, а та более важна, чем пластичность. В результате мы имеем взвешенные факторы, такие, как плавление X 4, проводимость X 3, прочность X 2 и пластичность X 1.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒