Sélection de Matériaux - Quelle est Sélection de Matériaux ?

par Professeur Mike F. Ashby

Les Ingénieurs effectuent des choses. Ils les fabriquent à partir de des matériaux. Que doivent-elles connaître pour choisir et utiliser des matériaux avec succès ? D'abord, un point de vue du monde des matériaux - polymères, glaces, céramique, composés et ainsi de suite - et des procédés qui peuvent former, les joindre et terminer. En Second Lieu, une compréhension d'origines de ces propriétés et des manières dont ils peuvent être manipulé. Troisièmement, ils ont besoin des méthodes pour choisir parmi ces menus les matériaux et les procédés qui répondent mieux aux besoins d'un design. Quatrièmement, ils ont besoin de l'accès aux données pour des attributs matériels et - puisque la quantité de données est grande - les outils automatisés pour activer leur mise en place. Et, naturellement, ils ont besoin de sens commun : la capacité d'employer l'expérience et la connaissance du monde dans son ensemble pour déceler a inspiré des choix et pour rejeter ceux qui sont irréalistes.

La sélection Matérielle concerne rechercher la meilleure correspondance entre les propriété-profils des matériaux et cela exigé par le design. En collaboration avec des collègues chez l'Université de Cambridge et le Granta Design Ltd, le R-U nous avons développé des tableaux de propriété matérielle, les méthodologies de sélection qui activent cette correspondance, et qui se connectent par interface à d'autres outils de conception technique.

La première tâche est celle de la traduction : convertissant les conditions de design en ordonnance pour sélecter un matériau et un procédé pour le former. N'importe Quel composant de bureau d'études a un ou plusieurs fonctionnements : pour supporter une charge, pour contenir une pression, de transmettre la chaleur, et ainsi de suite. Ceci doit être réalisé sujet aux contraintes : ce certaines cotes sont fixes, que le composant doit supporter les charges de calcul sans défaillance, qu'il isole ou les conduites, qu'il peut fonctionner dans un certain domaine de la température, et beaucoup plus. En concevant le composant, le créateur a un ou plusieurs objectifs : pour l'effectuer en tant que bon marché, ou comme lumière, ou avec comme le bas une empreinte de pas de carbone comme possible. Le Fonctionnement, objectifs de contraintes définissent les conditions de borne pour sélecter un matériau et - dans le cas des composants porteurs - une forme pour sa coupe transversale.

Les méthodes et leur application au design mécanique, au design pour l'environnement et au design industriel sont documentées dans les livres indiqués ci-dessous. Le Design de Granta fournit le logiciel de Sélecteur de CES, permettant à des ingénieurs et à des créateurs d'appliquer ces méthodes systématiques de sélection par l'intermédiaire d'un outil facile à utiliser et hautement visuel sur leur PC. Une version éducative de ce logiciel de sélection est un composant des moyens de enseignement du CES EduPack du Design de Granta, maintenant utilisé dans plus de 700 Universités et Universités mondiales. Granta fournit également le système logiciel de GRANTA MI, qui aide à concevoir des organismes pour manager leurs données de matériaux.

Références

Ashby M.F., Shercliff, H. et Cebon, Matériaux de D. (2010) « : Bureau D'études, la Science, Traitement et Design », deuxième édition, Butterworth Heinemann, Oxford, R-U. ISBN 978-1-85617-895-2.
Ashby, M.F. (2005) « Sélection de Matériaux dans le Design Mécanique », 3ème édition, Butterworth Heinemann, Oxford, R-U. ISBN 0-7506-6168-2.
Ashby, M.F. (2009) « Matériaux et l'Environnement - choix matériel Eco-Au courant » Butterworth Heinemann, Oxford, R-U. ISBN978-1-85617-608-8.
Ashby, M.F. et Johnson, K. (2009) « Matériaux et Design, l'Art et la Science de la Sélection Matérielle dans la Conception des Produits », deuxième édition, Butterworth Heinemann, Oxford, R-U. ISBN978-1-85617-497-8.
Le CES EduPack 2010 (2010), Granta Design Ltd., Cambridge, R-U (www.grantadesign.com). (Logiciel et matériaux enseignant des moyens conçus pour l'enseignement d'Université et d'Université à tous les niveaux)

Droit d'auteur AZoM.com, Professeur Mike F. Ashby (L'Université de Cambridge)