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材料置换的轻量化技术-结构材料

  • 2020.03.22 14:29:36
  • 米思米
  • 712

   加工设备和运输机等的结构材料也进行轻量化。通过这种方式,就能采用相同能量来增大加速度。因此,可使得高速化。

 (1) 结构材料的轻量化

   ・若是机床,本体结构部的柱子等用的是铸铁铸件。但对于活动部的结构材料,人们正不断采用材料置换方式来进行轻量化。

   ・机床的结构材料要求在10年以上这一长时间内,具有可令初始精度不会出现问题的形状稳定性。因此,材料自身具有均质稳定性且无内部残余应力。这一类要求需要具备以下性质。

   结构材料所要求的特点
  (1) 无老化变形
  (2) 热变形少
  (3) 减震性能优秀

 (2) 铁以外的结构材料

   ・目前,作为结构材料采用的主要材料如下所示。

结构材料

比重

比刚度 

(×106m)

线膨胀系数
  (×10-6/K)

衰减(×10-3)

铸铁

7.9

1.4

12 (×)

1~3

花岗岩

2.9

1.5

8.3

6

树脂混凝土

5.2

1.3 (×)

12

20 (◎)

陶瓷

3.9

7 (◎)

7

0.6 (×)

殷钢

8.9

1.7

0.6 (◎)

-

   ・各自的材料都有特点。

   ・比重方面,尽管花岗岩最小,但其杨氏模量小,容易变形。因此,被用于不会使之变形的结构构件。

   ・尽管重量轻,且具有强度的材料就是陶瓷,但其非常难以加工,且无法形成大型物件。瓷砖砖状的方式来使用的例子便是航天飞机的外部装饰板(参照【图1】)。

   ・树脂混凝土的减震性能优秀,但其结构强度不强。很早开始便被人们用在欧洲的机床本体上。

材料置换的轻量化技术-结构材料

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