2.2. Выбор основного материала объекта техники

Как правило, круг выбираемых материалов достаточно пол-но представляют конструкционные материалы. Прежде всего, это конечно металлы. В целом может быть представлен следующий пе­речень материалов:

а) черные металлы: - конструкционная сталь

- листовая сталь

- нержавеющая сталь

- чугун

б) цветные металлы и сплавы: - алюминий и дюралюминий

- медь

- титан

- свинец

- другие металлы и сплавы

в) инструментальные материалы: - инструментальная сталь

- быстрорежущая сталь

- твердые сплавы

- сверхтвердые и абразивные материалы

г) керамика и стекло

д) металлокерамика

е) пластмассы: - термопласты

- реактопласты

ё) графит

ж) резино - технические изделия

з) древесина

и) бумага и картон

к) композиционные материалы

л) драгоценные материалы

Основные показатели и факторы, которыми следует оцени-вать влияние материалов на работоспособность и экономичность кон­струкций машин, могут быть следующими:

а) физико-механические показатели:

- пределы прочности на разрыв, изгиб, сжатие, сдвиг, кручение, срез

- модуль упругости

- сопротивление удару

- сопротивление изнашиванию

- твердость

- остаточное удлинение

б) состав (химический или композиционный)

в) удельный вес

г) обрабатываемость резанием

д) способность к пластическому деформированию: литью, протяжке, ковке, штамповке

е) возможность использования сварки или других способов соединения

ё) коррозионостойкость

ж) химическая стойкость

з) термостойкость

и) теплопроводность

к) электропроводность

л) хладоломкость

м) эстетичность

н) стоимость

Обоснование выбора оптимального вида основного мате-риала проектируемой машины проводится с использованием метода экспер­тных оценок. Сущность данного метода в применении к вы-бору оптимального материала заключается в следующем:

а) на основе анализа условий эксплуатации и требований к объекту техники выбирается несколько наиболее подходящих мате-риалов;

б) устанавливается перечень показателей или факторов, соот­ветствующих использованию данных материалов в проектируемом объекте;

в) осуществляется индивидуальная экспертная оценка весовых ко­эффициентов αкаждого показателя в отдельности (по значимости для данного объекта), так чтобыпо всем показателям была рав-наI. Значения α даются в диапазоне от 0 до I.

г) на основе экспертных данных и наблюдений устанавлива-ются значения каждого показателя для каждого материала (Р) в диа-пазоне от 0 до 10. Чем "лучше" значение показателя, тем ближе к 10.

д) на основе выведенных значений Р определяются параметры "идеального" материала, наиболее полно удовлетворяющего требо-ваниям разработки (P₁₀₀), путем выбора по каждому показателю наи-более высоких значений.

е) для каждого варианта материалов по каждому показателю определяются индивидуальные коэффициенты соответствия пока-зателей реальных материалов показателям "идеального" материала:

g = Р/Р₁₀₀ (3)

ё) для каждого материала отдельно определяют обобщающий коэффициент соответствия реальных материалов "идеальному", как сумма произведений индивидуальных коэффициентов соответствия на значения весовых коэффициентов:

Т = gα (4)

ж) по величинам коэффициентов Т делят материалы по ран-гам, лучший вариант будет оптимальным материалом.

В целом весь расчет производится в таблице, пример которой приведен в разделе 3.