Fundamentos de ingeniería: Resistencia, rigidez y dureza

¿Qué son la resistencia, la rigidez y la dureza?

¡Hola niños! Hoy aprenderemos sobre fuerza, rigidezy dureza. Estos son cosas importantes que ayudan a hacer piezas ¡trabajar bien! En Mecanizado Istarhacemos un montón de piezas con nuestro máquinas. Necesitamos conocer estos propiedades para hacer el bien piezas para nuestro clientes.

Fuerza

Fuerza es cuánto fuerza una cosa puede tomar antes de rompe.

• A fuerte cosa puede contener mucho peso
• A débil cosa será romper fácilmente
• Límite elástico nos indica cuándo una pieza empieza a doblarse para siempre
• Resistencia máxima nos dice cuándo una pieza romperse Cuando lo hacemos Fresado CNC en Mecanizado Istarelegimos materiales con el derecho fuerza para su empleo.

Rigidez

Rigidez es cuánto cuesta una cosa curvas cuando lo empujas.

• A rígido cosa no doblar mucho
• A flexible cosa curvas mucho
• Llamamos a esto módulo elástico o Módulo de Young
• Rígido partes mantienen su forma cuando fuerzas empujarlos Nuestro mecanizado de precisión CNC hace piezas con la justa rigidez para lo que necesites.

Dureza

Dureza es lo difícil que es hacer un dent o arañar en el superficie.

• A duro cosa es difícil arañar
• A suave cosa se pone abolladuras y arañazos fácilmente
• Probamos dureza con Rockwell, Brinelly Vickers pruebas
• Duro las piezas no se desgastan rápidamente

En qué se diferencian estas propiedades

Veamos cómo estos propiedades son diferentes. Mira esta tabla:

Materiales reales y sus propiedades

Veamos algunos materiales reales y ver cómo funcionan:

Acero (AISI 4130)

• Límite elástico: 460 MPa (muy fuerte)
• Rigidez205 GPa (muy rígido)
• Dureza20 HRC (medio) duro)
• Bueno para: Aviones partes donde fuerza y rigidez materia

Titanio Grado 5

• Límite elástico830 MPa (super fuerte)
• Rigidez: 114 GPa (bastante rígido)
• Dureza: 36 HRC (bastante duro)
• Bueno para: Médico partes que necesitan fuerza y no óxido

Aluminio 6061-T6

• Límite elástico: 276 MPa (medio fuerte)
• Rigidez69 GPa (menos rígido)
• Dureza: 60 HB (menos duro)
• Bueno para: Luz partes que no necesitan ser super fuerte En Mecanizado Istartrabajamos con todos estos materiales para hacer lo mejor piezas para ti.

Por qué estas propiedades son importantes en la vida real

Se preguntará: "¿Por qué debería preocuparme por esto?". Pues bien, estos propiedades ¡ayudar a que las cosas que usamos todos los días funcionen bien!

Coches

• Fuerza: La marco debe ser fuerte para que te quedes seguro en un accidente
• Rigidez: La cuerpo debe ser rígido para que no agitar demasiado
• Dureza: La piezas de motor debe ser duro para que no desgastarse Cuando hacemos piezas mecanizadas CNC para automociónpensamos en todas estas cosas.

Aviones

• Fuerza: Las alas deben ser fuerte no romper en el aire
• Rigidez: Las alas deben ser rígido pero puede flex un poco
• Dureza: Las piezas del motor deben ser duro para durar mucho tiempo CFRP (fibra de carbono) se utiliza para alas de avión porque lo ha hecho:
• Alta rigidez (70-250 GPa)
• Luz peso
• Esto ayuda a los aviones a utilizar menos 15% combustible!

Herramientas

• Fuerza: Debe ser fuerte no romper cuando los utilices
• Rigidez: Debe ser rígido trabajar bien
• Dureza: Debe ser duro para recortar otras cosas y no aburrido El acero para herramientas (D2) tiene un dureza de 60 HRC, lo que hace que las herramientas de corte duren mucho tiempo.

Cómo elegimos los materiales

En Mecanizado Istarle ayudamos a elegir el material con el derecho propiedades:

1. Qué fuerzas ¿sentirá su parte?
2. Cómo rígido ¿es necesario?
3. ¿El superficie consiga rayado o desgastado?
4. ¿Cuánto puede coste?
5. ¿Cuánto puede pesa? Estas respuestas nos ayudan a elegir:
6. Metales como acero, aluminioo titanio
7. Plásticos como ABS o nylon
8. Compuestos como fibra de carbono Nuestra Servicio de mecanizado CNC puede trabajar con todos estos materiales.

Comprobación de estas propiedades

¿Cómo sabemos si un material tiene derecho propiedades? ¡Los probamos!

Pruebas de resistencia

• Tiramos de un muestra hasta que rompe
• Utilizamos ASTM E8/E8M pruebas
• Esto nos dice que el límite elástico y resistencia final

Pruebas de rigidez

• Nosotros doblar a muestra y ver cuánto cuesta mueve
• Utilizamos ASTM D790 pruebas
• Esto nos dice que el módulo elástico

Pruebas de dureza

• Empujamos un pequeño bola o punto en el superficie
• Utilizamos Rockwell (ASTM E18) o Vickers (ISO 6507) pruebas
• Esto nos dice cómo duro el superficie es

Casos prácticos: Propiedades en acción

Veamos cómo estos propiedades ayuda en la vida real:

Zonas de deformación del automóvil

• Acero de alta resistencia (HSS) con control rigidez[^1]
• Hizo que los accidentes de coche 25% menos probabilidades de causar muerte en golpes laterales[^2]
• En acero es fuerte pero puede doblar para absorber el choque energía

Largueros de ala de avión

• La fibra de carbono duplica rigidez de aluminio (150 GPa frente a 69 GPa)[^3]
• Esto permite que los aviones sean 20% encendedor
• Boeing 787 utiliza fibra de carbono 50% y utiliza 15% menos combustible

Perforadoras mineras

• El carburo de tungsteno (HV 1800) dura 3 veces más que el acero (HRC 55)
• Ahorra $120.000 cada año al no rompiendo tanto
• El súper alto dureza para desgaste en el taladro

Errores comunes que hay que evitar

Al hacer piezasla gente hace estos errores:

1. Pensar dureza significa que no romper (¡no es cierto!)
2. Olvidando que rigidez y fuerza son diferentes
3. Sin pensar en lo rápido que fuerza sucede
4. Elegir el material equivocado para la empleo En Mecanizado Istar, nuestro expertos ayudarle a evitar estos errores.

Preguntas de la gente

Puntos clave

Estos son los grandes ideas para recordar:

1. Fuerza impide que las cosas rompiendo en carga
2. Rigidez impide que las cosas flexión demasiado
3. Dureza detiene el superficie de conseguir dañado
4. Diferentes puestos de trabajo necesitan diferentes propiedades
5. Necesitamos hacer pruebas para conocer el verdadero propiedades
6. A veces tenemos que hacer compromisos entre propiedades En Mecanizado Istarutilizamos nuestro conocimiento de estos propiedades para hacer lo mejor piezas para ti.

Cómo lo utilizamos en Istar Machining

En Mecanizado Istarutilizamos nuestro comprender de fuerza, rigidezy dureza a:

1. Le ayudamos a elegir material
2. Visite piezas que funcionan como usted necesita
3. Pruebe el piezas para asegurarse de que son correctos
4. Darte consejo en mejor diseños Tenemos máquinas que pueden hacer piezas de muchos materiales:
5. Aluminio (suave pero ligero)
6. Acero (fuerte y rígido)
7. Titanio (fuerte pero caro)
8. Plásticos (barato y ligero) Nuestro Experiencia en mecanizado CNC ayuda a hacer piezas con la justa propiedades para su empleo.

Conclusión

Ahora ya conoce fuerza, rigidezy dureza¡! Estos propiedades importantes ayúdenos a hacer el bien cosas que funcionan bien. Cuando necesite piezas hecho, piense en lo que propiedades más importante para su empleo. A continuación, hable con el expertos en Mecanizado Istar. Podemos ayudarle a elegir el material y haz tu pieza justo. Acuérdate:

• Fuerza para rompiendo
• Rigidez para flexión
• Dureza para rascarse y vistiendo Con el derecho propiedades, su piezas funcionará mejor y durará más.

[^1]: Fuente: ASM International Handbook, 2019 [^2]: Fuente: Informe de la Administración Nacional de Seguridad en el Transporte, 2022 [^3]: Fuente: Especificación de materiales de ingeniería de Boeing Corporation, 2021