ВУЗ:
Составители:
Наибольшие возможности экономии материала (особенно металлов) заложены в снижение массы изделий
массового выпуска, бытовых приёмников, радиол и других изделий, но и уменьшение массы изделий единич-
ного и мелкосерийного выпуска также даёт большие выгоды.
Выбирая материал, надо также учитывать массу будущего изделия одновременно с его прочностью. Если
по условиям эксплуатации деталь, работающую на растяжение или сжатие, можно выполнить из двух различ-
ных по плотности материалов, то окончательное решение принимают, сравнивая их массы
lFM
ρ
=
и
G
P
F =
,
где F – площадь сечения, мм
2
; ρ – плотность материала, кг/мм
2
; l – длина детали, мм; Р – сила, действующая на
деталь в эксплуатации, Н; G – нормальное напряжение в сечении, МПа; тогда
ρ
=
ρ
=
/G
Pl
G
lP
M .
Следовательно, при одинаковой силе Р и длине двух деталей та из них будет иметь меньшую массу, мате-
риал которой будет иметь величину G / ρ наибольшей. Величина G
0,2
/ ρ называется удельной прочностью и
должна учитываться при выборе материала, когда заданы жёсткие ограничения по массе. Для случая изгиба и
кручения критерием их является отношение G
2/8
/ ρ. Ввиду того, что оценка эта является приближенной, обычно
для всех видов нагружения пользуются более простым по структуре критерием, соответствующим случаю на-
пряжения сжатия.
Важное значение для нормального функционирования РЭС, особенно если оно работает в условиях вибра-
ционных воздействий, имеет также жёсткость НК. Сравним по жёсткости две детали, имеющие одинаковую
массу и длину:
l
M
F
l
FE
ρ
==λ
: при
21
ll
=
21
MM
=
,
22
11
2
1
/
/
ρ
ρ
=
λ
λ
E
E
.
Отношение Е/ρ носит название удельной жёсткости. Если будем сравнивать две детали равной прочности
и равной длины, то
22
11
2
1
FE
FE
=
λ
λ
, но n
G
G
nn ===
2,0
21
,
2,0
G
P
G
P
F
n
==
Следовательно,
22,02
21,02
2
1
/
/
GE
GE
=
λ
λ
.
Величина Е/G
0,2
носит название фактора жёсткости материала. Из вышеизложенного следуют практиче-
ские рекомендации.
Алюминиевые деформируемые сплавы по удельной прочности близки к легированным стальным сплавам.
Детали, выполненные литьём из алюминиевых и магниевых сплавов, имеющих массу, равную массе деталей из
углеродистых сплавов, равны им и по прочности.
Конструкционные бронзы и латуни имеют низкие критерии удельной прочности, их использовать нужно
очень ограничено. Из неметаллических материалов наивысшую удельную прочность имеют ситаллы. По крите-
рию удельной жёсткости стали алюминиевые сплавы равны. Сплавы титана и магния уступают им на 5 %.
Выбирая материал, учитывают также его стоимость. Задачей конструктора является, создание таких изде-
лий, которые могут быть изготовлены из недорогих и недефицитных материалов, но в то же время соответст-
вуют всем требованиям условий эксплуатации и обеспечивают заданную долговечность. Конструктору в про-
цессе своей работы приходится находить оптимальное решение: выбирать высококачественный материал с вы-
сокой стоимостью или брать более дешёвый и различными способами придавать детали недостающие свойства
(прочность, жёсткость, коррозионную стойкость и др.).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
