sélection des matériaux

La sélection des matériaux est une étape du processus de conception de tout objet physique. Dans le contexte de la conception de produits, l'objectif principal de la sélection des matériaux est de minimiser les coûts tout en atteignant les objectifs de performance du produit. La sélection systématique du meilleur matériau (ou optimal) pour une application donnée commence par les propriétés et les coûts des matériaux candidats. La sélection des matériaux est souvent favorisée par l'utilisation d'un indice de matériau ou d'un indice de performance correspondant aux propriétés de matériau souhaitées. Par exemple, une couverture thermique doit avoir une faible conductivité thermique afin de minimiser le transfert de chaleur pour une différence de température donnée. Il est essentiel qu'un concepteur ait une connaissance approfondie des propriétés des matériaux et de leur comportement dans les conditions de travail. Certaines des caractéristiques importantes des matériaux sont : solidité, durabilité, flexibilité, densité, résistance à la chaleur et à la corrosion, aptitude à être coulé, soudé ou trempé, usinabilité, conductivité électrique, etc. La sélection systématique des candidatures nécessitant plusieurs critères est plus complexe. Par exemple, lorsque le matériau doit être à la fois rigide et léger, pour une tige, une combinaison de module d'Young élevé et de faible densité indique le meilleur matériau, tandis que pour une plaque, la racine cubique de la rigidité divisée par la densité est le meilleur indicateur, car la rigidité en flexion d'une plaque varie en fonction de son épaisseur au cube. De même, en considérant à nouveau à la fois la rigidité et la légèreté, pour une tige qui sera tirée en tension, le module spécifique, ou module divisé par la densité doit être considérée, alors que pour une poutre qui sera soumise à une flexion, l'indice de matériau est le meilleur indicateur. La réalité présente souvent des limites et le facteur utilitaire doit être pris en considération. Le coût du matériau idéal, en fonction de la forme, de la taille et de la composition, peut être prohibitif, et la demande, la communauté d'articles fréquemment utilisés et connus, ses caractéristiques et même la région du marché dictent sa disponibilité.