Выбор материала

Выбор материала — это один из этапов в процессе проектирования конструкции. При разработке изделия, часто основной целью выбора материала является минимизация затрат при достижении установленных требований к детали, например, высокой жесткости, малой массы и так далее, в зависимости от назначения изделия. Так, детали теплообменного аппарата, которые разделяют среды, должны иметь высокую теплопроводность, чтобы максимизировать теплопередачу, и низкую себестоимость, чтобы теплообменный аппарат был конкурентоспособным. Очень важно, чтобы разработчик конструкции обладал глубокими знаниями свойств материалов и их поведения при эксплуатации. Некоторые из важных критериев для выбора материалов: прочность, жесткость, плотность, теплостойкость, устойчивость к коррозии, обрабатываемость, свариваемость, закаливаемость, электропроводность и т. д. Методология выбора материала для изделий, требующих нескольких критериев, является более сложной, чем для одного критерия. Например, для изделия, которое должно быть жестким и легким, требуется материал с высоким модулем упругости и низкой плотностью. Если речь идет о стержне подверженном растяжению, то чтобы определить оптимальный критерий для выбора материала необходима новая характеристика. В данном случае — — отношение модуля упругости к плотности . Если речь идет о балке, работающей на изгиб, оптимальный критерий выбора материала определяется с учетом поперечного сечения, и соответствует отношению . Для легкой и жесткой пластины соотношение примет вид , так как прогиб будет зависеть от толщины в третей степени. Такой критерий выбора материала называется индексом эффективности.