Selecția și utilizarea materialelor

2.Definirea matricei de proprietati de materiale candidate si ierarhizarea acestora si aprecierea factorilor de pondere.

1.Stabilirea matricei de proprietati

Primul pas in selectia otelului este asigurarea cerintelor minime ingineresti privind limita de curgere pentru a rezista solicitarilor de torsiune sau incovoiere.

De asemenea trebuie cunoscute cerintele de oboseala de scurta si lunga durata care sa defineasca valorile limitei de oboseala si tenacitatii. Proiectantul va trebui sa cunoasca sau sa estimeze cerintele de viata ale arborelui in cazul ciclurilor de tensiuni normale sau a unor varfuri de tensiuni accidentale.

Conditiile pe care materialul trebuie sa le indeplineasca se materializeaza intr-o matrice de proprietati. Aceste proprietati sunt rezultate din analiza conditiilor de exploatare (functionabilitate) si a celor de procesabilitate.

Astfel, conditiile de exploatare la care sunt supusi arbori sunt:

-Tensiuni de torsiune

-tensiuni de incovoiere

-solicitari ciclice

Acestora li s-a asociat cate o proprietate cat mai folosita, care sa exprime cat mai clar posibilitatea materialului de a indeplini conditiile cerute. La fel se procedeaza si in cazul conditiilor de exploatare:

Se formeaza astfel matricea de proprietati necesare materialului:

1.Limita de curgere

2.Limita de oboseala

3.Modul de elasticitate

4.Rezilienta

5.Calibilitate

6.Prelucrari prin aschiere

7.Sudabilitate

1) Limita de curgere reprezinta rezistenta la deformare plastica a materialului incercat. Limita de curgere nu trebuie atinsa in functionarea pieselor metalice, deoarece acestea ar incepe sa se deformeze si nu si-ar mai putea indeplinii rolul functional. Unele materiale metalice nu prezinta

fenomenul de curgere. In acest caz, drept limita de curgere se considera tensiunea care provoaca o alungire relativa de 0,2 %

2) Rezistenta la oboseala definita ca valoarea tensiunii maxime a starii limita in calculele de oboseala, se noteaza cu un indice ce reprezinta coeficientul de asimetrie al ciclului Rs.

3) Modulul lui Young sau modulul de elasticitate longitudinali valoarea lui depinde de natura materialului supus deformarii.

4) Rezilienta (sau rezistenta la soc) reprezinta capacitatea unui material de a absorbi o anumita cantitate de energie inainte de a se rupe, atunci cand este lovit brusc de un corp solid.

Rezilienta se determina la un aparat numit pendul de rezidenta, pe epruvete prismatice cu sectiunea patrata sau circulara, prevazute cu o crestatura.

Rezilienta se determini la materialele din care se fac piese si scule supuse la socuri (loviri) in timpul utilizarii: roti dintate, poansoane, matrite, etc.

5)Calibilitatea reprezinta aptitudinea materialelor de a nu si mari duritatea pe o grosime cat mai mare la aplicarea tratamentelor termice. Definirea calibilitatii ca fiind capacitatea de calire( adica duritatea maximi obtinuta) este incompleti. Alaturi de acestea trebuie in primul rand mentionata adancimea de patrundere a cilirii.

Metoda de calcul a calibilitatii se bazeaza pe principiul ca fiecare element din compozitia chimica are o actiune asupra calibilitati, care poate fi tradusa printr-un factor de multiplicare, iar si actiunea tuturor elementelor se manifesta nu ca o suma ci ca un produs.

6)Sudabilitatea comportarea la sudare este o caracteristica tehnologica relativa neexprimabila in cifre. Ea depinde de proprietatile materialelor (compozitie chimica, stare) de comportarea lor la temperatura (conductivitate termica, coeficientul de dilatatie). Elementul determinat pentru sudabilitatea

este carbonul. O metoda indirecta de apreciere a sudabilitatii otelurilor este Metoda continutului de carbon echivalent care se bazeaza pe calculul valorii ce din continutul procentual de elemente de aliere si insotitoare, tinand cont de modul in care acestea influenteaza sudabilitatea.

7)Prelucrarea prin aschlere este o notiune complexa care caracterizeaza un ansamblu de proprietati legate de tehnologia da executie prin aschiere cu viteze mari de aschiere, cu uzuri minime ale cutelor aschietoare, cu un consm redus de energie, cu o rugozitate cat mai scazuta a suprafetelor prelucrate.

2.2. Ierarhizarea proprietatiilor si stabilirea ponderii de importanta

Pentru ierarhizarea proprietatiilor se foloseste metoda proprietatiilor ponderate. Prin aceasta metoda, fiecarei proprietati sau fiecarei cerinte de material ii este conferita o anumita pondere, dependenta de importanta ei. Valoarea proprietatiilor ponderate se va obtine multiplicand valorile numerice ale proprietatiilor (scalate) cu factorii de pondere determinati. Pentru fiecare material se vor insuma valorile individuale ale proprietatilor ponderate, obtinandu-se asa-numitul index sau indice de performanta (- ).

Pentru stabilirea ponderii de importanta a fiecarei proprietati (luand in considerare ca numarul acestora este relativ mare) se abordeaza sistematic determinarea acestor factori, utilizand o metoda tabelara numita logica deciziei.

In cazul in care avem un numar de proprietati a caror importanta o evaluam in procesul de selectie, va trebui sa luam un numar de decizii, calculat cu urmatorarea formula:

1.Chesa I. si altii - Marci si produse din otel, Ed. Tehnica, Bucuresti 1989

2.Gafitanu M. si altii - Materiale pentru constructia de masini- indrumator de proiectare Litograf. I.P. Iasi 1986

3.Domsa S. - Selectia materialelor ingineresti - editura casa cartii de stiinta Cj.N. 2004

4.Domsa S. - Selectia si proiectarea materialelor edit. U.T. Pres. Cj.N. 2006

5.Mitelea I. si Radu B. Selectia si utilizarea materialelor ingineresti Editura Pol. Timisoara editura I 1998 editura II 2004

6.Mitelea I. si altii - tratamente termice al otelurilor si fontelor editura didactica si pedagogica Bucuresti 2005

7.Balekics M. Gruescu C. Sticlaru C. - Organe de masini colectia ,,Mecanica" editura Politehnica Timisoara 2001

8.Tomescu L. - Elemente de Mecanica Fina editura Fundatia Universitatea ,,Dunarea de Jos" - Galati 2001

9.Micsa I. Pircea I. Nica M - Tehnologia Constructiilor de Masini - Indrumator de proiectare.