|
|
|
Alegerea materialului optim pentru obtinerea piesei folosind metoda valorilor optime
Dupa stabilirea rolului functional se alege materialul optim ce va fi folosit la obtinerea piesei. Rolul functional ne arata si proprietatile pe care trebuie sa le indeplineasca piesa . O alegere optima a unui material pentru o anumita destinatie , este o problema foarte complexa ce trebuie rezolvata de proiectant.
Concluzia este ca daca se doresc anumite proprietati se face o proiectare a materialului cu o astfel de structura care sa implice cerintele cerute de rolul functional . Adica se alege acel material care sa indeplineasca cerintele minime de rezistenta si durabilitate ale piesei in conditiile unui pret de cost minim si al unei fiabilitati sporite.
Proprietatile unui material trebuie considerate ca o suma de relatii intre material si mediul inconjurator in care va lucra.
Prezentam o clasificare a proprietatilor din punct de vedere al alegerii materialului optim si a caracteristicilor acestuia :
Proprietati
Functionale
Fizice
Greutate specifica , temperatura de topire , conditii termice
Chimice
Rezistenta la coroziune
Mecanice
Rezistenta la rupere , duritatea
Electrice
Conductibilitate , impedanta
Magnetice
Permeabilitate magnetica
Optice
Opacitate , reflexie
Nucleare
Perioada de injumatatire , absorbtia , atenuarea
Estetice
Culoare , aspect , grad de netezime
Proprietati
Tehnologice
Turnabilitate
Deformabilitate
Uzinabilitate
Calibilitate
Sudabilitate
Proprietati
Economice
Pret de cost , consum de resurse si de energie , coeficient de poluare si coeficient de protectie a operatorului
Nr. crt.
Game de variate
Nota
Obs.
0
1
2
3
4
1
Densitatea materialului. Ρ
in [Kg/dm3]
< 5,0
1
5,0.10,0
2
>10
3
2
Conductibilitate termica Cr
in [cal/cm*s*° C]
<0,2
1
0,2.0,4
2
>0,4
3
3
Rezistenta la coroziune. Rc viteza de coroziune
in[mm/an]
<0,02
3
0.02.0,05
2
>0,05
1
4
Duritatea. HB,
in [HB]
<90
1
90.160
2
>160
3
5
Modulul de elasticitate. E
in [daN/cm2]
<10 6
1
10 6.2,0*10 6
2
>2,0*10 6
3
6
Rezistenta la curgere a materialului Rp 0,2
In [N/mm2]
<700
1
700.1500
2
>1500
3
7
Rezistenta la rupere. Rm ,
in [daN/mm2]
<35,0
1
35,0.60,0
2
>60,0
3
8
Rezistenta la oboseala. σ1
In [N/m2]
<300
1
300.1000
2
>1000
3
9
Alungirea relativa At
<20%
1
20%.40%
2
>40%
3
10
Rezilienta KCU 30/2
in [J/cm2]
<50
1
50.100
2
>100
3
11
Rezistenta la fluaj
in [N/mm2]
<100
1
Se tine cont si de temperatura
100.300
2
>300
3
12
Proprietatile tehnologice (turnabilitatea ,deformabilitatea , uzinabilitatea , sudabilitatea , calibilitatea)
Satisfacatoare
1
Notarea se face cu calificative
Buna
2
Foarte buna
3
13
Pretul de cost , PC
in [lei/kg]
<500
3
500.1000
2
>1000
1
Obs.
23
optim
10
Σ tkdk
k=1
22
2,35
2,05
2,20
1,85
2,25
2,40
2,30
2,10
2,30
2,20
2,20
1,95
2,05
2,15
1,70
Proprietati economice
Pretul de cost [lei/kg]
T10
21
3
2
3
2
3
3
3
3
3
2
1
3
2
3
1
V
20
500
1000
300
900
450
475
400
425
750
750
1300
350
625
390
1200
Proprietati tehnologice
Uzinabilitatea
T9
19
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
3
3
3
3
Calficativ
18
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
B
B
FB
FB
FB
FB
Deformabilitatea
T8
17
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
2
0
1
Calificativ
16
FB
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
N
B
N
S
Turnabilitatea
T7
15
3
3
3
3
2
2
3
3
3
3
2
3
3
3
3
Calificativ
14
FB
FB
FB
FB
B
B
FB
FB
FB
FB
B
FB
FB
FB
FB
Proprietati Functionale
Mecanice
(E*10 p6)
[daN/mm2]
T6
13
1
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
2
1
2
2
V
12
0.74
1.2
1.6
1.5
1.7
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
1.3
0.8
1.6
1.2
Rezisten-ta la rupere
[daN/mm2]
T5
11
1
3
3
1
2
2
2
1
2
3
2
1
1
3
1
V
10
30
64
70
60
45
58
54
40
60
95
60
40
20
65
30
Duritatea [HB]
T4
9
1
1
3
1
3
3
3
2
3
3
3
3
1
3
1
V
8
50
60
280
20
120
164
187
110
169
217
187
260
90
250
65
Chimice
Rezisten-ta la coroziune
[mm/an]
T3
7
3
2
1
2
2
2
2
2
2
2
3
1
3
1
2
V
6
<.05
>.05
>.05
>.05
<.05
<.05
<.05
<.05
<.05
<.05
<.02
>.05
<.01
>.05
<.03
Fizice
Conductibilitatea termica
[cal/cm*s*°C]
T2
5
2
2
1
2
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
2
V
4
0.25
0.3
0.01
0.25
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.3
0.14
0.20
0.14
0.2
Densita-tea
[Kg/dm3]
T1
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
V
2
2.8
8.8
7.32
8.8
7.3
7.3
7.7
7.4
7.4
7.5
7.5
7.3
2.6
7.36
8.4
Materia-lul
1
Duraluminiu
CuZn15
Fgn-700-2
CuSn10
OL37
OL50
OLC45
OT40
OT60
41MoCr11
12Cr130
130
Fc300
ATSi5Cu
Fm320p
CuZn39Pb2
Nr. crt.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Obs.
23
10
Σ tkdk
k=1
22
2,30
2,20
2,20
1,85
2,30
2,35
2,30
2,30
2,20
2,30
2,30
2,35
2,30
2,30
2,30
1
Proprie-tati economice
Pretul de cost [lei/kg]
T10
21
2
1
1
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
0,15
V
20
1000
2100
2000
1500
500
200
200
200
210
300
310
310
310
310
320
Proprietati tehnologice
Uzinabilitatea
T9
19
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
0,10
Calficativ
18
FB
FB
FB
B
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
Deformabilitatea
T8
17
2
3
3
3
1
2
1
1
1
1
1
2
1
2
2
0,05
Calificativ
16
B
FB
FB
FB
S
B
BBB
S
S
S
S
S
B
S
B
B
Turnabilitatea
T7
15
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
0,05
Calificativ
14
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
FB
Proprietati Functionale
Mecanice
(E*10 p6)
[daN/mm2]
T6
13
3
2
2
1
3
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
0,05
V
12
2,2
1,9
1,8
1,4
2,2
0,9
1,05
1,2
1,3
1,9
1,9
2
2,1
2,1
2,1
Rezisten-ta la rupere
[daN/mm2]
T5
11
3
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
0,1
V
10
79
89
117
98
50
74,5
88
98
113
76
75
230
115
120
180
Duritatea [HB]
T4
9
3
3
3
1
3
3
3
3
3
2
3
3
3
3
3
0,15
V
8
174
207
208
217
190
195
300
380
385
180
180
170
240
260
280
Chimice
Rezisten-ta la coroziune
[mm/an]
T3
7
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0,20
V
6
<.05
<.05
<.05
<.05
<0,5
<0,5
<0,5
<0,5
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
Fizice
Conductibilitatea termica
[cal/cm*s*°C]
T2
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,10
V
4
0,22
0,19
0,20
0,10
0,20
0,01
0,01
0,01
0,07
0,01
0,01
0,02
0,01
0,01
0,03
Densita-tea
[Kg/dm3]
T1
3
2
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0,05
V
2
7,9
8,0
6,5
7,2
7,4
7,1
7,1
7,2
7,1
7,4
7,3
7,1
7,2
7,2
7,3
1
15Cr08
18MgCr10
20MoNi35
40Cr10
OLC 60
FcX 200
FcX250
FcX300
FcX350
Fc100
Fc150
Fc200
Fc250
Fc300
Fc350
Ponderea
0
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Optimizarea alegerii materialului se bazeaza pe experienta proiectantului si pentru o alegere rapida a materialului se pleaca de la cateva date referitoare la : solicitarile din timpul exploatarii , conditiile de exploatare , clasa din care face parte piesa si conditiile de executie . In continuare se va prezenta o metoda de alegere a materialului optim numita metoda de analiza a valorilor optime .
Metoda presupune rezolvarea urmatoarelor etape :
1. stabilirea rolului functional al piesei , a tehnologicitatii constructiei si a conditiilor economice de functionare ale acesteia ;
2. determinarea si stabilirea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim ;
3. descompunerea factorilor analitici in elemente primare ;
4. aprecierea cantitativa a factorilor analitici se face folosind un sistem de notare , in functie de valoare fiecarei proprietati k acordandu-i-se o nota tk;
5.
stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar se face
tinand cont de datele rezultate din etapele 1 si 3 acordand
fiecarei proprietati k o pondere dk in stabilirea
ponderi trebuie indeplinita conditia : 
;
6. alegerea solutiei optime la momentul dat se face aplicand criteriul :
7. analiza solutiilor din punct de vedere al utilitatii lor si stabilirea conditiilor de inlocuire economica a unui material cu alt material .
Tinand cont de proprietatile functionale (rezistenta la coroziune, rezistenta la rupere) si de cele tehnologice(turnabilitatea si uzinabilitatea) la care se adauga cele economice materialul ales pentru realizarea piesei este OL 60.
