ОКОНЧАНИЕ. НАЧАЛО В № 5, 2017
Одним из способов разработки легких конструкций является поиск «удобного материала». До сих пор задача состояла в том, чтобы из широкого списка материалов субъективно, то есть на основе опыта одного человека или коллектива, выбрать самый подходящий.
Если учесть влияние формы поставок на свойства материала и принять во внимание, что в этой отрасли промышленности применяются также эластомеры, керамика, стекло и другие материалы, то список перешагнет далеко за 1000 наименований. Число их характерных показателей составляет около 2 млн.
Субъективность в выборе материала порой препятствует оптимизации этого этапа. Выбор материала остается для конструктора творческим процессом, который осуществляется в несколько этапов.
На первом этапе конструктор собирает сведения обо всех важнейших физических, химических и биологических воздействиях, которые после превращения в изделие испытывает материал, а также об условиях, которым он должен удовлетворять в процессе переработки. К ним могут относиться: химическая активность, устойчивость к ионизирующему и другим видам излучения, к активным ионам, стойкость к грибкам, муравьям, термитам, грызунам, возможность формования, сварки, склеивания и т. д.
На втором этапе на основе собранных сведений конструктор выбирает подходящий, по его мнению, материал. Если он использует информацию существующих информационных центров, то тогда требования к материалу заносятся в специальный, полученный из центра формуляр бланка-заказа. Информационный центр в ответ на его запрос сообщает наиболее подходящий материал и его основные свойства.
Наконец, на третьем этапе конструктор с помощью прикидочных расчетов изучает внутренние напряжения, возникающие в материале, и окончательно определяет геометрические размеры. При необходимости коррекции он снова повторяет все 3 этапа. Эта часть подготовки тесно переплетается с рассматриваемым ниже определением оптимальных параметров.
Доминирующее положение среди материалов в настоящее время все также занимают металлы. Производители затрачивают много усилий, чтобы улучшить их свойства и снизить стоимость. У остальных материалов развитие идет по пути повышения прочности и стойкости к коррозии и износу. Повышенная прочность позволяет там, где она определяет геометрические размеры изделия, создать более легкие конструкции с меньшей стоимостью. Это касается прежде всего производства автомобилей, кранов и вообще всех отраслей машиностроения, а также емкостей и трубопроводов.