பொருள் தேர்வு மற்றும் ஆஷ்பி அணுகுமுறை

ஆதாயங்கள்:

• பொருள் தேர்வு அளவுகோல் (வலிமை, அடர்த்தி, செலவு, அரிப்பு) மற்றும் ஆஷ்பி குறியீட்டு அணுகுமுறையை விளக்கும் திறன்
• பொருட்கள், ஒப்பீட்டு அணி மற்றும் AI உடன் நியாயப்படுத்தல் வரைவு ஆகியவற்றை வேட்பாளர் பில் தயாரிக்கும் திறன்
• நம்பகமான தரவுத் தாள்கள் மற்றும் தரநிலைகளிலிருந்து AI பரிந்துரைக்கப்பட்ட பொருள் பண்புகளை சரிபார்க்கும் திறன்

ஒரு இயந்திரப் பகுதி வேலை செய்யுமா, எவ்வளவு காலம் நீடிக்கும், எவ்வளவு செலவாகும், எப்படி உற்பத்தி செய்யப்படும் என்பதை பொருட்களின் தேர்வு பெரும்பாலும் தீர்மானிக்கிறது. எஃகு, அலுமினியம் அல்லது கலவையிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் போது அதே வடிவியல் முற்றிலும் வேறுபட்ட பகுதியாக மாறும். பொருள் தேர்வு; வலிமை (நிரந்தர சேதம் இல்லாமல் பொருள் தாங்கக்கூடிய மன அழுத்தம்), அடர்த்தி (அலகு தொகுதி நிறை), கடினத்தன்மை, அரிப்பு எதிர்ப்பு, செலவு மற்றும் உற்பத்தித்திறன் ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு சமநிலையை நிறுவுவது ஒரு விஷயம். இந்த சமநிலையில், செயற்கை நுண்ணறிவு வேட்பாளர்களை உருவாக்குவதற்கும், ஒப்பீட்டு அட்டவணைகளை உருவாக்குவதற்கும், நியாயப்படுத்துவதற்கும் ஒரு சக்திவாய்ந்த உதவியாகும். இருப்பினும், AI ஆல் திருப்பியளிக்கப்பட்ட பொருள் சொத்து மதிப்புகள் தோராயமானதாகவோ, காலாவதியானதாகவோ அல்லது புனையப்பட்டதாகவோ இருக்கலாம்; எனவே, உற்பத்தியாளரின் தரவுத்தாள் அல்லது பொருள் தரநிலையிலிருந்து சரிபார்க்கப்படாமல் ஒவ்வொரு எண் மதிப்பையும் வடிவமைப்பில் சேர்க்கக்கூடாது. இந்த யூனிட்டில், பொருள் தேர்வின் தர்க்கம், ஆஷ்பி அணுகுமுறை மற்றும் இந்த செயல்பாட்டில் AI ஐ எவ்வாறு பாதுகாப்பாக இணைப்பது என்பதை நீங்கள் கற்றுக் கொள்வீர்கள்.

பொருள் தேர்வு அளவுகோல்கள்

ஒரு பொருள் தேர்ந்தெடுக்கும் போது ஒற்றை "சிறந்த" இல்லை; விண்ணப்பத்தைப் பொறுத்து முன்னுரிமை மாறுபடும். அடிப்படை அளவுகோல்கள்: இயந்திர பண்புகள் (மகசூல் வலிமை, இழுவிசை வலிமை, நெகிழ்ச்சியின் மாடுலஸ், நீர்த்துப்போகும் தன்மை, சோர்வு வலிமை), இயற்பியல் பண்புகள் (அடர்த்தி, வெப்ப விரிவாக்கம், வெப்ப கடத்துத்திறன்), சுற்றுச்சூழல் எதிர்ப்பு (அரிப்பு, வெப்பநிலை, UV), உற்பத்தித்திறன் (இயந்திரத்திறன், பற்றவைப்பு, வார்ப்புத்தன்மை, மறுசுழற்சி செலவு) மற்றும் பொருளாதாரம் (கிடைக்கும் திறன்). பயன்பாட்டின் தேவைக்கு ஏற்ப ஒரு நல்ல தேர்வு இந்த அளவுகோல்களை எடைபோடுகிறது.

உதவிக்குறிப்பு: "முதலில் செயல்பாடு, பின்னர் பொருள்" வரிசையில் உள்ள பொருளைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். பகுதி என்ன செய்ய வேண்டும் என்பதை முதலில் தெளிவுபடுத்துங்கள் (ஒளி, கடினமான, வெப்பத்தைத் தாங்கும்); இறுதியில் பொருள் பிராண்டை முடிவு செய்யுங்கள். AI யிடம் முதலில் "இந்த செயல்பாட்டிற்கு எந்த பொருள் குடும்பம்" என்று கேளுங்கள், பிராண்டை நேரடியாக கேட்க வேண்டாம்.

ஆஷ்பி அணுகுமுறை: செயல்திறன் குறியீடு

கேம்பிரிட்ஜின் மைக்கேல் ஆஷ்பி உருவாக்கிய முறையானது இரண்டு பண்புகளின் விகிதத்தின் அடிப்படையில் "செயல்திறன் குறியீடு" மூலம் பொருள் தேர்வை முறைப்படுத்துகிறது. ஆஷ்பி வரைபடங்கள் மடக்கை அச்சுகளில் இரண்டு பண்புகளை (எ.கா. வலிமை-அடர்த்தி, நெகிழ்ச்சித்தன்மை-அடர்த்தியின் மாடுலஸ்) வைப்பதன் மூலம் ஆயிரக்கணக்கான பொருட்களை ஒரே பார்வையில் ஒப்பிட்டு ஒரு குறிப்பிட்ட நோக்கத்திற்காக சிறந்த வேட்பாளர்களின் தொகுப்பைக் காட்சிப்படுத்துகின்றன.

கிளாசிக் உதாரணம்: கொடுக்கப்பட்ட சுமையில் உடைக்காத குறைந்தபட்ச வெகுஜனப் பட்டைக்கு, செயல்திறன் குறியீடு σ/ρ (அடர்த்திக்கும் வலிமைக்கும் விகிதம்). அதிக விகிதம் கொண்ட பொருட்கள் இலகுவான தீர்வுகளை வழங்குகின்றன. குறைந்தபட்ச நிறை மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட விறைப்புத்தன்மை கொண்ட கற்றைக்கு, குறியீடு E^(1/2)/ρ ஆகும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், "புறநிலை செயல்பாட்டின் படி மிக உயர்ந்த குறியீட்டைக் கொண்ட பொருள்" தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, "அதிக வலிமை பொருள்" அல்ல.

நோக்கம்

செயல்திறன் குறியீடு

உயர்வாக இருக்க விரும்பினார்

ஒளி மற்றும் நீடித்த கம்பி

σ_flow / ρ

அதிக வலிமை, குறைந்த அடர்த்தி

ஒளி மற்றும் உறுதியான கற்றை

E^(1/2) / ρ

உயர் மாடுலஸ், குறைந்த அடர்த்தி

ஒளி மற்றும் உறுதியான தட்டு

E^(1/3) / ρ

அதிக மாடுலஸ், குறைந்த அடர்த்தி

மலிவான மற்றும் நீடித்தது

σ_flow / (ρ செலவு)

அதிக வலிமை, குறைந்த செலவு

எச்சரிக்கை: Ashby இன்டெக்ஸ் சரியான பொருள் குடும்பத்தைக் குறைக்கிறது ஆனால் இறுதி முடிவை எடுக்கவில்லை. அரிப்பு, உற்பத்தித்திறன், வழங்கல் மற்றும் உண்மையான இயக்க நிலைமைகள் குறியீட்டில் சேர்க்கப்படவில்லை; பொறியாளர் இவற்றை தனித்தனியாக மதிப்பிடுகிறார்.

படிப்படியாக: AI உடன் பொருள் தேர்வு

1. செயல்பாடு மற்றும் கட்டுப்பாடுகளை வரையறுக்கவும். சுமை வகை, வெப்பநிலை, சூழல், நிறை/செலவு இலக்கு.
2. புறநிலை செயல்பாட்டை தீர்மானிக்கவும். லேசான தன்மை, கடினத்தன்மை அல்லது செலவு உங்கள் முன்னுரிமையா?
3. AI விண்ணப்பதாரர்களின் குடும்பத்தை உருவாக்க வேண்டும். பிராண்ட் அல்ல, ஆனால் பொருள் குழு முதலில்.
4. ஒப்பீட்டு மேட்ரிக்ஸைக் கேளுங்கள். அளவுகோல் நெடுவரிசைகளையும் வேட்பாளர் வரிசைகளையும் உருவாக்கவும்.
5. ஒவ்வொரு மதிப்பையும் சரிபார்க்கவும். தரவுத்தாள்/தரநிலையுடன் குறுக்கு சோதனை.
6. முடிவை நியாயப்படுத்துங்கள். ஏன் இந்த பொருள், என்ன ஆபத்து?

கேண்டிடேட் மெட்டீரியலை உருவாக்கும் ப்ராம்ட்

பாத்திரம்: மெக்கானிக்கல் இன்ஜினியர், பொருள் தேர்வில் அனுபவமுள்ளவர். விண்ணப்பம்: 30 கிலோ எடையுள்ள செங்குத்துச் சுமையைச் சுமந்து செல்லும் அடைப்புக்குறி, வெளிப்புறச் சூழலில் பணிபுரியும். முன்னுரிமை: 1) அரிப்பைத் தடுப்பது, 2) குறைந்த நிறை, 3) குறைந்த செலவு. பணி: 4-6 வேட்பாளர் பொருள் குடும்பம் (குடும்பமல்ல, பிராண்ட்) பரிந்துரை. ஒவ்வொரு வேட்பாளருக்கும்: தோராயமான வலிமை வரம்பு, அடர்த்தி, அரிப்பு நடத்தை, உற்பத்தித்திறன், பொதுவான உறவினர் செலவு. விதி: நீங்கள் சரியான எண்ணைக் கொடுத்தால், அது "சரிபார்க்கப்பட வேண்டும்" எனக் குறிப்பிட்டு, எந்த மூலத்திலிருந்து (தரநிலை/தரவுத்தாள்) நான் சரிபார்க்க வேண்டும் என்று எழுதவும்.

ஒப்பீட்டு மேட்ரிக்ஸை உடனடியாகக் கேட்கவும்

ஒப்பீட்டு அணியாக பின்வரும் வேட்பாளர்களை அட்டவணைப்படுத்தவும்: 6061-T6 அலுமினியம், AISI 304 துருப்பிடிக்காத, S355 கட்டமைப்பு எஃகு, கண்ணாடி இழை வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமைடு. நெடுவரிசைகள்: மகசூல் வலிமை, அடர்த்தி, அரிப்பு, இயந்திரத்திறன், ஒப்பீட்டு செலவு, வழக்கமான பயன்பாடு. மதிப்புகள் தோராயமானவை என்று குறிப்பிடவும். முடிவில்: ஒவ்வொரு வரியிலும் வலிமை மதிப்பை நான் சரிபார்க்க வேண்டிய தரநிலை/தரவுத்தாள் மூலம் எழுதவும்.

சரிபார்ப்பு (உண்மை சரிபார்ப்பு) அறிவுறுத்தல்

மெட்டீரியல் இன்ஜினியரின் நுணுக்கத்துடன் இந்தக் கூற்றைக் கேள்விக்குட்படுத்துங்கள், என்னுடன் உடன்படவில்லை: "AISI 304 துருப்பிடிக்காத மகசூல் வலிமை 290 MPa ஆகும்."- எந்த நிபந்தனைகளின் கீழ் (அனைத்து, குளிர்ச்சியாக வேலை செய்தது) இந்த மதிப்பு செல்லுபடியாகும்?- இது எந்தத் தரத்தில் வரையறுக்கப்படுகிறது (எ.கா. தொடர்புடைய EN/ASTM)?- மதிப்பு எப்படி மாறுகிறது? சரிபார்ப்புக்கு எங்கு தேடுவது என்று சொல்லுங்கள்.

பலவீனமான ப்ராம்ட் / ஸ்ட்ராங் ப்ராம்ட்

பலவீனமான உடனடி:

சிறந்த பொருள் எது?

பயன்பாடுகள், முன்னுரிமைகள் மற்றும் கட்டுப்பாடுகள் இல்லை; AI ஒரு பொதுவான மற்றும் சரிபார்க்க முடியாத பதிலை அளிக்கிறது, மேலும் ஒரு "சிறந்த" மூலப்பொருள் இல்லை என்பது போல் செயல்படுகிறது.

சக்திவாய்ந்த தூண்டுதல்:

80 டிகிரி செல்சியஸ் வரை சூடேற்றப்பட்ட கடல்நீருக்கு வெளிப்படும் 500 N சுழற்சி சுமையைச் சுமந்து செல்லும் க்ளாம்பிற்கு 4 வேட்பாளர் பொருள் குடும்பங்களைப் பரிந்துரைக்கவும். முன்னுரிமை: அரிப்பு > சோர்வு > செலவு. ஒவ்வொரு வேட்பாளருக்கும், பிளஸ்/மைனஸ் மற்றும் எந்த அம்சத்தை நான் சரிபார்க்க வேண்டும், எங்கே என்று எழுதவும். சரியான எண்களை "சரிபார்க்கப்பட வேண்டும்" எனக் குறிக்கவும்.

இரண்டாவது ப்ராம்ட் சூழல், வெப்பநிலை, சுமை வகை மற்றும் முன்னுரிமை ஆகியவற்றை வழங்குகிறது; இது வெளிப்படையாக சரிபார்ப்பு சுமையை பொறியாளரிடம் விட்டுவிடுகிறது.

மூன்று சிறு வழக்குகள் (எண்கள் மூலம்)

வழக்கு 1 - கற்பனையான தரவுத்தாள். "7075-T6 அலுமினியத்தின் மகசூல் வலிமை" என்று ஒரு பொறியாளர் AIயிடம் கேட்கிறார்; AI 505 MPa தருகிறது. பொறியாளர் உற்பத்தியாளரின் தரவுத் தாளைப் பார்க்கிறார்: வழக்கமான மதிப்பு உண்மையில் சுமார் ~503 MPa ஆகும், இது நன்றாக உள்ளது. இருப்பினும், அதே AI கூறுகிறது "7075-T6 இன் கடல் நீருக்கான எதிர்ப்பு சிறந்தது"; அதேசமயம் 7075 அழுத்த அரிப்பு விரிசல் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. பொறியாளர் இந்தத் தவறான விளக்கத்தைப் பிடித்து, அனோடைசிங்/பிளேட்டிங் செய்ய வேண்டியதன் அவசியத்தைக் குறிப்பிடுகிறார். பாடம்: AI சரியாக எண்ணைக் கொடுத்தாலும், அதன் விளக்கம் தவறாக இருக்கலாம்.

வழக்கு 2 - ஆஷ்பி மூலம் 3 கிலோ சேமிக்கவும். ஒரு ட்ரோன் கைக்கு, S235 ஸ்டீல் (ρ = 7850 கிலோ/மீ³, σ ≈ 235 MPa) ஆரம்பத்தில் கருதப்படுகிறது. ஆஷ்பி இன்டெக்ஸ் σ/ρ உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​6061-டி6 அலுமினியம் (ρ = 2700 கிலோ/மீ³, σ ≈ 276 எம்பிஏ) மிக உயர்ந்த குறியீட்டைக் கொடுக்கிறது. அதே வலிமையை வழங்கும், அலுமினியக் கை எஃகு கையுடன் ஒப்பிடும்போது ~0.45 கிலோவுக்குப் பதிலாக ஒரு துண்டுக்கு ~0.16 கிலோ எடையுள்ளதாக இருக்கும்; நான்கு கரங்களில் ~1.2 கிலோ மொத்த சேமிப்பு. முடிவு ஆஷ்பி தர்க்கத்தால் நியாயப்படுத்தப்படுகிறது, மதிப்புகள் தரவுத்தாளில் இருந்து சரிபார்க்கப்படுகின்றன.

வழக்கு 3 - செலவு குறியீட்டு ஆச்சரியம். துருப்பிடிக்காத 316L தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் அது "எல்லாவற்றையும் எதிர்க்கிறது". ஆனால் பயன்பாடு உட்புறம், குறைந்த சுமை. AI, அதன் σ/(ρ·செலவு) குறியீட்டுடன், கால்வனேற்றப்பட்ட S275 எஃகு அதே வேலையை 316L ஐ விட தோராயமாக 4-5 மடங்கு குறைவாகச் செய்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. பொறியாளர், உட்புறத்தில் அரிப்பு அபாயத்தை ஏற்றுக்கொள்ளலாம் மற்றும் கால்வனேற்றப்பட்ட எஃகுக்கு மாறுகிறார்; அலகு விலை 100 TLலிருந்து ~22 TL ஆக குறைகிறது. சரியான குறியீடு தேவையற்ற செலவுகளைத் தடுக்கிறது.

பொதுவான தவறுகள்

• AI ஐ அதன் மதிப்பைச் சரிபார்க்காமல் பயன்படுத்துதல்: நிதானம்/வெப்ப சிகிச்சை நிலையைப் புறக்கணித்து தவறான வலிமையைப் பெறுதல்.
• "அதிக பலம் = சிறந்தது" என்று நினைப்பது: புறநிலை செயல்பாடு (இலேசான தன்மை, செலவு).
• ஒற்றை வரியில் அரிப்பைக் குறைத்தல்: அழுத்த அரிப்பு மற்றும் கால்வனிக் ஜோடி போன்ற ஸ்கிப்பிங் வழிமுறைகள்.
• ஒற்றைச் சொத்தைப் பார்ப்பது: வலிமையைப் பார்ப்பது மற்றும் நீர்த்துப்போகும் தன்மை, சோர்வு அல்லது வேலைத்திறன் ஆகியவற்றை மறப்பது.
• பிராண்ட் தேர்வுக்கு சீக்கிரம் குதித்தல்: செயல்பாடு தெளிவாகும் முன் ஒரு குறிப்பிட்ட கலவையைப் பூட்டுதல்.

சுருக்கமாக

• பொருள் தேர்வு என்பது வலிமை, அடர்த்தி, அரிப்பு, உற்பத்தித்திறன் மற்றும் செலவு ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள ஒரு நோக்கமான சமநிலை ஆகும்.
• ஆஷ்பி அணுகுமுறையானது குறிக்கோள் செயல்பாட்டின்படி செயல்திறன் குறியீட்டுடன் (எ.கா. σ/ρ) வேட்பாளர்களின் தொகுப்பைக் குறைக்கிறது.
• AI ஆனது வேட்பாளர் உருவாக்கம், ஒப்பீட்டு மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் நியாயப்படுத்தல் அவுட்லைன் ஆகியவற்றில் சக்தி வாய்ந்தது; ஆனால் அவற்றின் மதிப்புகள் சரிபார்க்கப்பட வேண்டும்.
• உற்பத்தியாளரின் தரவுத்தாள் அல்லது தொடர்புடைய தரநிலையிலிருந்து சரிபார்க்கப்படாமல் ஒவ்வொரு எண்ணியல் அம்சமும் வடிவமைப்பில் சேர்க்கப்படக்கூடாது.
• AI இன் எண் சரியாக இருந்தாலும், அதன் விளக்கம் (அரிப்பு நடத்தை போன்றவை) தவறாக இருக்கலாம்; பொறியாளர் சரிபார்க்கிறார்.

விண்ணப்ப பணி

உண்மையான பகுதியைத் தேர்ந்தெடுக்கவும் (எ.கா. பைக் பிரேம் குழாய், பம்ப் ஷாஃப்ட், வெளிப்புற அடைப்புக்குறி). பயன்பாட்டின் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுமை நிலைமைகளை எழுதுங்கள், முன்னுரிமையைத் தீர்மானிக்கவும் (இலகு / செலவு / அரிப்பு). AI ஆனது 4 வேட்பாளர் பொருள் குடும்பங்கள் மற்றும் ஒரு ஒப்பீட்டு மேட்ரிக்ஸை உருவாக்க வேண்டும். உற்பத்தியாளரின் தரவுத்தாள் அல்லது தரநிலைக்கு எதிராக மேட்ரிக்ஸில் குறைந்தது இரண்டு வலிமை/அடர்த்தி மதிப்புகளைச் சரிபார்க்கவும்; முரண்பாடு இருந்தால், ஏன் என்பதைக் கவனியுங்கள். இறுதியாக, புறநிலை செயல்பாட்டிற்கு (σ/ρ போன்றவை) பொருந்தக்கூடிய செயல்திறன் குறியீட்டைத் தேர்வு செய்யவும், இரண்டு வேட்பாளர்களையும் ஒப்பிட்டு, உங்கள் முடிவை ஒரு பத்தியுடன் நியாயப்படுத்தவும்.

சரிபார்ப்பு பட்டியல்

• சுமை, வெப்பநிலை, சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் மற்றும் பயன்பாட்டின் முன்னுரிமை ஆகியவை எழுதப்பட்டுள்ளன.
• பொருள் குடும்பம் முதலில் தீர்மானிக்கப்பட்டது, பிராண்ட் கடைசியாக விடப்பட்டது.
• [ ] புறநிலை செயல்பாட்டிற்கு ஏற்ற செயல்திறன் குறியீடு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.
• [ ] AI வழங்கிய குறைந்தது இரண்டு மதிப்புகள் தரவுத்தாள்/தரநிலையுடன் சரிபார்க்கப்பட்டது.
• [ ] அரிப்பு மற்றும் உற்பத்தித்திறன் தனித்தனியாக மதிப்பிடப்பட்டது (ஒற்றை வரியாக குறைக்கப்படவில்லை).
• [ ] இறுதிப் பொருள் முடிவு நியாயத்துடன் எழுதப்பட்டு பொறியாளரின் ஒப்புதலுக்கு விடப்பட்டது.