3.1 Komponen adalah saat ini terbuat dari kuningan, paduan tembaga. Gunakan modulus Young - Density (E-ρ) bagan Gambar 4.3 menunjukkan tiga logam lain yang, dalam bentuk yang sama, akan kaku. "Kaku" berarti nilai yang lebih tinggi dari modulus Young.

Jawab

Logam yang lebih kaku dari kuningan tercantum dalam tabel.

MATERIAL : BAJA The kaku termurah, logam struktur yang kuat, banyak digunakan. baja

Paduan nikel: Lebih mahal dari baja

Paduan Tungsten: Refractory (tinggi mencair) dan relatif mahal

3.2 Gunakan modulus Young - Density (E-ρ) bagan Gambar 4.3 untuk mengidentifikasi bahan dengan baik modulus E> 50 GPa dan ρ densitas <2 Mg / m3.

JAWAB

Hanya ada dua bahan pada grafik dengan modulus E> 50 GPa dan kepadatan ρ <2 Mg / m3.

1. Paduan magnesium: Magnesium adalah yang paling ringan dari semua logam struktural umum berilium -hanya lebih ringan, tapi sangat mahal dan oksida yang beracun.

2. CFRP - serat karbon yang diperkuat plastik: CFRP adalah baik ringan dan kaku dari magnesium. Itulah salah satu alasan itu digunakan untuk mobil dan sepeda kompetisi.

3.3 Gunakan Modulus-Density (E-ρ) grafik Young dari Gambar 4.3 untuk menemukan (a) logam yang kaku dan kurang padat dari baja dan (b) bahan (bukan hanya logam) yang keduanya kaku dan kurang padat dari baja.

JAWAB

(a) Tidak ada logam pada Gambar 4.3 keduanya kaku dan kurang padat dari baja. (b) Beberapa keramik memenuhi syarat: Boron karbida, B4C, silikon karbida, SiC, silikon nitrida Si3N4 dan alumina Al203.

Alumina Al203: Alumina adalah yang paling banyak digunakan dari semua teknis Silicon nitrida Si3N4: keramik (busi, papan sirkuit ...) Semua Boron karbida, B4C: keramik rapuh - mereka memiliki nilai rendah Silikon karbida, SiC: ketangguhan patah K1C dan ketangguhan G1C.

3.8 Gunakan modulus kekuatan E -σ f grafik dari Gambar 4.5 untuk menemukan bahan-bahan yang memiliki E> 10 GPa dan σ f ≥ 1.000 MPa.

JAWAB

The baja terkuat, paduan titanium (Ti-paduan) dan serat karbon polimer diperkuat (CFRP) memenuhi batas-batas ini.

Baja kekuatan tinggi, paduan nikel kekuatan tinggi, paduan Titanium, CFRP: Yang harus σ f di atas 1000 MPa, nilai yang sangat besar

3.19 (a) Gunakan biaya (E -CR) grafik Young modulus-Relatif (Gambar 4.18) untuk mencari bahan-bahan termurah dengan modulus, E, lebih dari 100 GPa. (b) Gunakan Kekuatan Relatif-biaya (σ f -CR) grafik (Gambar 4.19) untuk mencari bahan-bahan termurah dengan kekuatan, σ f, di atas 100MPa.

JAWAB

(a) dua kelas murah bahan yang memenuhi kendala adalah besi cor dan baja karbon. (b) besi cor dan baja yang lagi pilihan terbaik. Hal ini karena kekakuan tinggi dan kekuatan dengan biaya rendah bahwa mereka begitu banyak digunakan.

EDISI 4

3.1 Konsep dan perwujudan untuk Penghilang debu Kami bertemu kebutuhan untuk "perangkat untuk menghilangkan debu rumah tangga" di Bab 1, dengan contoh-contoh solusi yang ditetapkan. Sekarang saatnya untuk berpikir lebih kreatif. Merancang banyak konsep untuk memenuhi kebutuhan ini sebanyak yang Anda bisa. Tidak ada, pada tahap konsep, adalah terlalu dibuat-buat; keputusan tentang kepraktisan dan biaya datang kemudian, pada tahap detail, jadi berpikir sepanjang garis yang ditunjukkan pada Gambar 2.2 dari teks dan daftar konsep utama dan garis perwujudan sebagai blok diagram seperti yang ditunjukkan pada gambar.

3.2 E3.2 Pendingin elektronika daya Microchips, terutama untuk elektronika daya, mendapatkan panas. Jika mereka terlalu panas mereka berhenti berfungsi. Kebutuhan: skema untuk menghilangkan panas dari microchip listrik. Menyusun konsep-konsep untuk memenuhi kebutuhan dan sketsa perwujudan dari salah satu dari mereka, meletakkan ide-ide Anda dengan cara yang disarankan dalam Latihan E2.1.