Simulic
Bahasa Indonesia

Peta pemilihan bahan – kekuatan dan kekakuan terhadap massa jenis

TeknologiTeknik mesinUsia 16–17

Memuat…

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Peta log–log gaya Ashby menempatkan 24 bahan (logam, polimer, kayu, komposit GFRP dan CFRP, keramik dan kaca, busa) menurut kekuatan atau modulus Young terhadap massa jenis. Tetapkan spesifikasi desain untuk batang tarik atau balok kantilever: beban, panjang, faktor keamanan, massa maksimum, biaya dan jejak karbon maksimum, serta hanya bahan yang banyak didaur ulang. Garis batas massa berdasarkan indeks σ/ρ atau E/ρ menyaring bahan yang lolos, dan panel uji membandingkan rasio kekuatan terhadap berat CFRP, GFRP, aluminium, dan baja.

Pelajaran: Memilih bahan berdasarkan sifatnya: kekuatan, kekakuan, massa jenis, biaya, dan dampak lingkungan; bahan komposit (GFRP, CFRP); indeks kinerja σ/ρ dan E/ρ

Yang ditunjukkan

Insinyur jarang memilih bahan hanya dari satu sifat. Pada peta gaya Ashby setiap bahan berupa gelembung yang mencakup rentang khas kekuatan atau kekakuan dan massa jenisnya, dan bahan sekeluarga berkumpul berdekatan. Untuk batang tarik, massa komponen adalah m = nFLρ/σ, jadi desain ringan memerlukan rasio kekuatan terhadap berat σ/ρ yang tinggi; untuk balok, indeksnya menjadi σ^(2/3)/ρ atau √E/ρ. Garis putus-putus menandai tempat komponen mencapai batas massa: semua yang berada di atasnya cukup ringan. Harga per kilogram, jejak karbon, dan kemampuan daur ulang mempersempit daftar pilihan.

Cara menggunakan

Pilih Kekuatan–massa jenis atau Kekakuan–massa jenis, lalu Batang tarik atau Balok kantilever. Atur beban, panjang, faktor keamanan, serta batas massa, biaya, dan jejak karbon dengan penggeser, atau centang Hanya bahan yang banyak didaur ulang. Gelembung terang memenuhi semua syarat, yang pudar gagal. Klik gelembung atau gunakan daftar Bahan untuk membaca datanya, melihatnya dalam uji perbandingan dengan CFRP, GFRP, aluminium, dan baja, lalu gunakan tabel untuk membenarkan pilihan Anda. Warnai menurut mengganti lapisan warna.

Parameter yang dapat diubah

  • Peta Kekuatan–massa jenis, Kekakuan (E)–massa jenis
  • Komponen Batang tarik, Balok kantilever penampang persegi
  • Beban F 0,1–50 kN
  • Panjang L 0,1–3 m
  • Faktor keamanan n 1–4
  • Massa maksimum komponen 0,01–100 kg
  • Pertambahan panjang atau lendutan maksimum δ 0,1–20 mm
  • Biaya maksimum komponen 0,1–500 USD
  • Jejak karbon maksimum komponen 0,1–200 kg CO₂e
  • Hanya bahan yang banyak didaur ulang
  • Warnai menurut Kelompok bahan, Harga per kg, Jejak karbon per kg
  • Bahan yang ditampilkan Baja karbon rendah, Baja tahan karat, Besi tuang, Paduan aluminium, Paduan titanium, Kuningan, Polietilena (HDPE), Polipropilena (PP), PVC kaku, Nilon (PA), Akrilik (PMMA), Resin epoksi, Karet, Balsa, Pinus, Ek, Kayu lapis, Komposit serat kaca (GFRP), Komposit serat karbon (CFRP), Kaca, Keramik alumina, Beton, Busa EPS, Busa PU kaku

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa CFRP mengalahkan baja untuk batang tarik ringan, padahal kebanyakan rangka gedung tetap memakai baja?
  2. Bagaimana daftar pilihan berubah jika hanya bahan yang banyak didaur ulang yang boleh dipakai?
  3. Mengapa kayu lebih unggul dibanding logam sebagai balok ringan daripada sebagai batang tarik ringan?

Simulasi terkait