Fondamenti di ingegneria: Resistenza, rigidità e durezza

Cosa sono la resistenza, la rigidità e la durezza?

Ciao bambini! Oggi impareremo a conoscere forza, rigidità, e durezza. Questi sono cose importanti che contribuiscono a rendere parti lavorare bene! A Istar Machining, facciamo un sacco di parti con il nostro macchine. Abbiamo bisogno di conoscere questi proprietà per fare del bene parti per il nostro clienti.

La forza

La forza è quanto forza una cosa può prendere prima di pause.

• A forte può contenere un sacco di peso
• A debole cosa sarà pausa facilmente
• Resistenza allo snervamento ci dice quando una parte inizia a piegarsi per sempre
• Resistenza finale ci dice quando una parte separarsi Quando lo facciamo Fresatura CNC a Istar Machining, scegliamo materiali con il giusto forza per il vostro lavoro.

Rigidità

Rigidità è quanto una cosa curve quando si preme su di esso.

• A rigido cosa non curva molto
• A flessibile cosa curve molto
• Chiamiamo questo modulo elastico o Modulo di Young
• Rigido le parti mantengono la loro forma quando forze spingere su di loro Il nostro lavorazione CNC di precisione fa parti con il giusto rigidità per quello che vi serve.

Durezza

Durezza è quanto sia difficile fare un ammaccatura o graffio sul superficie.

• A duro è difficile da graffio
• A morbido cosa viene ammaccature e graffi facilmente
• Testiamo durezza con Rockwell, Brinell, e Vickers test
• Duro i componenti non si consumano velocemente

Come si differenziano queste proprietà

Vediamo come questi proprietà sono diversi. Guardate questa tabella:

Materiali reali e loro proprietà

Vediamo alcuni materiali reali e vedere come funzionano:

Acciaio (AISI 4130)

• Resistenza allo snervamento: 460 MPa (molto forte)
• Rigidità205 GPa (molto rigido)
• Durezza20 HRC (medio) duro)
• Ideale per: Aereo parti in cui forza e rigidità materia

Titanio grado 5

• Resistenza allo snervamento830 MPa (super forte)
• Rigidità: 114 GPa (abbastanza rigido)
• Durezza: 36 HRC (abbastanza duro)
• Ideale per: Medico parti che necessitano di forza e non ruggine

Alluminio 6061-T6

• Resistenza allo snervamento: 276 MPa (medio forte)
• Rigidità69 GPa (meno rigido)
• Durezza: 60 HB (meno duro)
• Ideale per: Luce parti che non devono essere super forte A Istar Machininglavoriamo con tutti questi materiali per fare il meglio parti per voi.

Perché queste proprietà sono importanti nella vita reale

Potreste chiedere: "Perché dovrebbe interessarmi?". Ebbene, questi proprietà contribuire a far funzionare bene le cose che usiamo tutti i giorni!

Auto

• La forza: Il telaio deve essere forte così da rimanere sicuro in un incidente
• Rigidità: Il corpo deve essere rigido quindi non scuotere troppo
• Durezza: Il parti del motore deve essere duro così non usura Quando facciamo parti lavorate CNC per il settore automobilisticoPensiamo a tutte queste cose.

Aerei

• La forza: Le ali devono essere forte per non pausa nell'aria
• Rigidità: Le ali devono essere rigido ma può flex un po
• Durezza: Le parti del motore devono essere duro per durare a lungo Il CFRP (fibra di carbonio) viene utilizzato per ali di aereo perché è così:
• Alto rigidità (70-250 GPa)
• Luce peso
• Questo aiuta gli aerei a utilizzare meno il 15%. carburante!

Strumenti

• La forza: Deve essere forte per non pausa quando li si usa
• Rigidità: Deve essere rigido per lavorare bene
• Durezza: Deve essere duro per tagliare altre cose e non noioso L'acciaio per utensili (D2) ha un durezza di 60 HRC, che fa sì che gli utensili da taglio durino a lungo.

Come scegliamo i materiali

A Istar MachiningVi aiutiamo a scegliere il prodotto giusto materiale con il giusto proprietà:

1. Cosa forze la vostra parte si sentirà?
2. Come rigido è necessario che lo sia?
3. Il superficie ottenere graffiato o indossato?
4. Quanto può costo?
5. Quanto può pesare? Queste risposte ci aiutano a scegliere tra:
6. Metalli come acciaio, alluminio, o titanio
7. Plastica come ABS o nylon
8. Compositi come fibra di carbonio Il nostro Servizio di lavorazione CNC può lavorare con tutti questi materiali.

Verifica di queste proprietà

Come facciamo a sapere se un materiale ha il diritto proprietà? Li mettiamo alla prova!

Test di resistenza

• Tiriamo su un campione fino a quando pause
• Utilizziamo ASTM E8/E8M test
• Questo ci dice che il resistenza allo snervamento e forza massima

Test di rigidità

• Noi curva a campione e vedere quanto movimenti
• Utilizziamo ASTM D790 test
• Questo ci dice che il modulo elastico

Test di durezza

• Spingiamo un piccolo palla o punto nella superficie
• Utilizziamo Rockwell (ASTM E18) o Vickers (ISO 6507)
• Questo ci dice come duro il superficie è

Casi di studio: Proprietà in azione

Vediamo come questi proprietà aiuto nella vita reale:

Zone di contrazione per autoveicoli

• Acciaio ad alta resistenza (HSS) con controllo della rigidità[^1]
• Gli incidenti d'auto 25% sono meno probabili. morte in colpi laterali[^2]
• Il acciaio è forte ma può curva per assorbire l'impatto energia

Longheroni per ali di aeromobili

• La fibra di carbonio ha raddoppiato il rigidità di alluminio (150 GPa vs 69 GPa)[^3]
• Questo permette agli aerei di essere 20% più leggero
• Boeing 787 utilizza la fibra di carbonio 50% e utilizza la fibra di carbonio 15% meno carburante

Trapani da miniera

• Il carburo di tungsteno (HV 1800) dura 3 volte di più rispetto a acciaio (HRC 55)
• Risparmia $120.000 all'anno evitando di rottura tanto
• Il super alto durezza fermate usura sulla trivella

Errori comuni da evitare

Quando si realizza parti, le persone fanno queste errori:

1. Pensare durezza significa che non pausa (non è vero!)
2. Dimenticando che rigidità e forza sono diversi
3. Non pensando alla velocità del forza accade
4. Scegliere il materiale sbagliato per il lavoro A Istar Machining, il nostro esperti vi aiuterà ad evitare questi errori.

Domande che le persone pongono

Punti chiave da ricordare

Ecco i grandi idee da ricordare:

1. La forza impedisce alle cose di rottura sotto carico
2. Rigidità impedisce alle cose di piegatura troppo
3. Durezza arresta il superficie dall'ottenere danneggiato
4. Diverso lavori bisogno di diversi proprietà
5. Abbiamo bisogno di fare dei test per conoscere il vero proprietà
6. A volte abbiamo bisogno di fare compromessi tra proprietà A Istar Machining, utilizziamo il nostro conoscenza di questi proprietà per fare il meglio parti per voi.

Come lo usiamo alla Istar Machining

A Istar Machining, utilizziamo il nostro comprensione di forza, rigidità, e durezza a:

1. Aiutarvi a scegliere il giusto materiale
2. Fare parti che funzionano nel modo in cui vi serve
3. Prova il parti per assicurarsi che siano giusti
4. Darti consiglio su migliore disegni Abbiamo macchine che può rendere parti da molti materiali:
5. Alluminio (morbido ma leggero)
6. Acciaio (forte e rigido)
7. Titanio (forte ma costoso)
8. Plastica (economico e leggero) Il nostro Competenza nella lavorazione CNC contribuisce a rendere parti con il giusto proprietà per il vostro lavoro.

Conclusione

Ora sapete di forza, rigidità, e durezza! Questi proprietà importanti aiutateci a fare del bene cose che funzionano bene. Quando avete bisogno di parti realizzati, pensate a ciò che proprietà più importanti per il vostro lavoro. Poi parlate con il esperti a Istar Machining. Possiamo aiutarvi a scegliere il giusto materiale e fare il vostro parte giusto. Ricordate:

• La forza fermate rottura
• Rigidità fermate piegatura
• Durezza fermate grattarsi e indossando Con il giusto proprietà, il vostro parti funzionerà meglio e durerà più a lungo!

[^1]: Fonte: Manuale internazionale ASM, 2019 [^2]: Fonte: Rapporto dell'Amministrazione nazionale per la sicurezza dei trasporti, 2022 [^3]: Fonte: Boeing Corporation Engineering Materials Specification, 2021