Notions d'ingénierie : Résistance, rigidité et dureté

Que sont la résistance, la rigidité et la dureté ?

Bonjour les enfants ! Aujourd'hui, nous allons apprendre la force, rigiditéet dureté. Il s'agit de choses importantes qui contribuent à faire de la pièces travailler correctement ! Au Istar MachiningNous faisons beaucoup de pièces avec notre machines. Nous devons connaître ces propriétés de faire bonne figure pièces pour notre clients.

La force

La force est la quantité de force une chose peut prendre avant elle pauses.

• A fort peut contenir beaucoup de poids
• A faible chose va pause facilement
• Limite d'élasticité nous indique quand une pièce commence à plier pour toujours
• Résistance ultime nous indique quand une pièce sera se séparer Lorsque nous le faisons Fraisage CNC à Istar Machiningnous choisissons matériaux avec le bon la force pour votre emploi.

Rigidité

Rigidité est de savoir combien une chose coudes lorsqu'on appuie dessus.

• A rigide chose n'est pas coude beaucoup
• A flexible chose coudes beaucoup
• Nous appelons cela module d'élasticité ou Module d'Young
• Raide Les pièces conservent leur forme quand forces pousser sur eux Nos usinage CNC de précision fait pièces avec juste ce qu'il faut rigidité pour ce dont vous avez besoin.

Dureté

Dureté est qu'il est difficile de faire un dent ou gratter sur le surface.

• A dur Il est difficile de gratter
• A doux la chose devient dents et rayures facilement
• Nous testons dureté avec Rockwell, Brinellet Vickers tests
• Dur les pièces ne s'usent pas rapidement

En quoi ces propriétés sont-elles différentes ?

Voyons comment ces propriétés sont différents. Regardez ce tableau :

Matériaux réels et leurs propriétés

Examinons-en quelques-uns matériaux réels et voir comment ils fonctionnent :

Acier (AISI 4130)

• Limite d'élasticité: 460 MPa (très fort)
• Rigidité: 205 GPa (très rigide)
• Dureté20 HRC (moyenne) dur)
• Bon pour : Aéronefs les parties où la force et rigidité question

Titane grade 5

• Limite d'élasticité: 830 MPa (super fort)
• Rigidité: 114 GPa (joli rigide)
• Dureté: 36 HRC (assez dur)
• Bon pour : Médical les pièces qui ont besoin d'être la force et ne le fera pas rouille

Aluminium 6061-T6

• Limite d'élasticité: 276 MPa (moyenne fort)
• Rigidité: 69 GPa (moins rigide)
• Dureté: 60 HB (moins de dur)
• Bon pour : Lumière les parties qui n'ont pas besoin d'être super fort Au Istar MachiningNous travaillons avec tous ces matériaux pour faire le meilleur pièces pour vous.

Pourquoi ces propriétés sont importantes dans la vie réelle

Vous vous demandez peut-être : "Pourquoi devrais-je m'intéresser à cela ?" Eh bien, ces propriétés aider à faire fonctionner correctement les choses que nous utilisons tous les jours !

Voitures

• La force: Le cadre doit être fort pour que vous restiez sûr dans un accident
• Rigidité: Le corps doit être rigide Il n'y a donc pas secouer trop
• Dureté: Le pièces de moteur doit être dur pour qu'ils ne le fassent pas s'user Lorsque nous faisons Pièces usinées CNC pour l'automobileNous pensons à toutes ces choses.

Avions

• La force: Les ailes doivent être fort de ne pas pause dans l'air
• Rigidité: Les ailes doivent être rigide mais peut fléchir un peu
• Dureté: Les pièces du moteur doivent être dur pour durer longtemps Le CFRP (fibre de carbone) est utilisé pour ailes d'avion parce que c'est le cas :
• Haut rigidité (70-250 GPa)
• Lumière poids
• Cela permet aux avions d'utiliser moins 15% carburant!

Outils

• La force: Doit être fort de ne pas pause quand vous les utilisez
• Rigidité: Doit être rigide pour travailler correctement
• Dureté: Doit être dur de couper d'autres choses et de ne pas terne L'acier à outils (D2) a une dureté de 60 HRC, ce qui permet aux outils de coupe de durer longtemps.

Comment nous choisissons les matériaux

Au Istar MachiningNous vous aidons à choisir la bonne matériel avec le bon propriétés:

1. Ce qu'il faut faire forces votre partie se sentira-t-elle ?
2. Comment rigide doit-elle l'être ?
3. Le surface obtenir égratigné ou usé?
4. Combien peut-elle coût?
5. Combien peut-elle peser? Ces réponses nous aident à faire notre choix :
6. Métaux comme acier, aluminiumou titane
7. Plastiques comme ABS ou Nylon
8. Composites comme fibre de carbone Notre Service d'usinage CNC peut travailler avec tous ces matériaux.

Test de ces propriétés

Comment savoir si un matériel a le droit propriétés? Nous les testons !

Tests de résistance

• Nous tirons sur un échantillon jusqu'à ce qu'il pauses
• Nous utilisons ASTM E8/E8M tests
• Cela nous indique que le limite d'élasticité et résistance ultime

Tests de rigidité

• Nous coude a échantillon et voir combien il mouvements
• Nous utilisons ASTM D790 tests
• Cela nous indique que le module d'élasticité

Essais de dureté

• Nous poussons un petit balle ou point dans le surface
• Nous utilisons Rockwell (ASTM E18) ou Vickers (ISO 6507)
• Cela nous indique comment dur les surface est

Études de cas : Les propriétés en action

Voyons comment ces propriétés aide dans la vie réelle :

Zones de déformation automobile

• Acier à haute résistance (HSS) avec contrôle rigidité[^1]
• Les accidents de voiture 25% sont moins susceptibles de causer la mort dans les coups de côté[^2]
• Le acier est fort mais peut coude pour absorber le choc l'énergie

Eléments de voilure d'aéronefs

• La fibre de carbone a multiplié par deux la rigidité de aluminium (150 GPa contre 69 GPa)[^3]
• Cela permet aux avions d'être 20% plus léger
• Boeing 787 utilise la fibre de carbone 50% et utilise 15% moins carburant

Forets miniers

• Le carbure de tungstène (HV 1800) dure trois fois plus longtemps que le carbure de silicium. acier (HRC 55)
• Économise $120 000 par an en n'ayant pas rupture tellement
• Le très haut niveau dureté arrêts porter sur la perceuse

Les erreurs courantes à éviter

Lors de l'élaboration piècesLes gens font ces erreurs:

1. Réflexion dureté signifie qu'il ne sera pas pause (faux !)
2. Oublier que rigidité et la force sont différents
3. Ne pas penser à la vitesse à laquelle le force se produit
4. Choisir le mauvais matériau pour les emploi Au Istar Machining, notre experts vous aider à éviter ces erreurs.

Questions posées par les gens

Points clés à retenir

Voici les grandes idées à retenir :

1. La force empêche les choses de rupture sous charge
2. Rigidité empêche les choses de flexion trop
3. Dureté arrête le surface d'obtenir endommagé
4. Différents emplois ont besoin d'autres propriétés
5. Nous devons faire des tests pour connaître la véritable propriétés
6. Parfois, nous devons faire compromis entre propriétés Au Istar Machining, nous utilisons notre connaissances de ces propriétés pour faire le meilleur pièces pour vous.

Comment nous l'utilisons chez Istar Machining

Au Istar Machining, nous utilisons notre compréhension de la force, rigiditéet dureté à :

1. Vous aider à choisir le bon matériel
2. Faire pièces qui fonctionnent comme vous le souhaitez
3. Tester le pièces pour s'assurer qu'ils sont corrects
4. Vous donner conseils sur mieux dessins et modèles Nous avons machines qui peut faire pièces de nombreux matériaux:
5. Aluminium (doux mais léger)
6. Acier (fort et rigide)
7. Titane (solide mais coûteux)
8. Plastiques (bon marché et léger) Notre Expertise en matière d'usinage CNC contribue à faire pièces avec juste ce qu'il faut propriétés pour votre emploi.

Conclusion

Vous connaissez maintenant la force, rigiditéet dureté! Ceux-ci propriétés importantes Aidez-nous à faire du bien les choses qui fonctionnent bien. Lorsque vous avez besoin pièces de l'entreprise, réfléchissez à ce qu'il faut faire. propriétés qui comptent le plus pour votre emploi. Ensuite, il faut s'adresser au experts à Istar Machining. Nous pouvons vous aider à choisir le bon matériel et de faire votre partie juste ce qu'il faut. N'oubliez pas :

• La force arrêts rupture
• Rigidité arrêts flexion
• Dureté arrêts grattage et porter Avec le bon propriétés, votre pièces fonctionnera mieux et durera plus longtemps !

[^1] : Source : ASM International Handbook, 2019 [^2] : Source : Rapport de la National Transportation Safety Administration, 2022 [^3] : Source : Spécification des matériaux d'ingénierie de Boeing Corporation, 2021