产品结构设计中怎么选材料?广州全德咨询材料性能与选用两天课
评审会上最常见的一幕:结构说这个件要用铝合金才够刚度,采购说铝价涨了换不锈钢行不行,工艺在旁边摇头——不锈钢重、焊接变形怎么控。产品结构设计中怎么选材料,吵到最后,缺的其实是一套共同的选材方法。
课程页把这个困境讲得很透:选择最合适的材料牵涉很多重要决定,必须考虑材料的物理性能、机械性能、抗腐蚀性能、工艺性能,同时使用寿命以及成本也在考虑之中;一般要求材料成本下降、材料性能提高,还要考虑外观的美观及耐久性,所以很难选择一种能满足所有性能的合适材料。
既然没有唯一正确答案,工程师要掌握的就是从众多好方案里选出最合适的那套手段。广州全德咨询的《产品设计中的材料选择》两天课程,教的正是这套手段。下面按课程大纲拆解。
先懂材料:基本概念与性能解读
课程第一章基本概念,从材料的分类、材料学基本术语讲到材料与产品设计的关系、产品的特性,并配案例:怎样通过材料实现特定的设计,以及材料与设计性能、感官、心理的关系。选材不只是工程问题,外观质感与用户心理也在材料的选择射程内。
第二章材料的基本性能解读是工具箱:力学性能讲强度、刚性、塑性、弹性、韧性、疲劳、硬度、耐磨性能;热性能讲热容、热膨胀、热导率、热应力;再落到材料规格书解读、材料性能图的应用、设计与安全因素。学会读规格书和性能图,选材就从听说法升级为查证法。
再懂失效:八类失效模式划出选材红线
第三章材料的失效分析,把选材的反面教材一次讲全:断裂失效及预防、断裂韧性测试、疲劳失效及预防、蠕变失效及预防、磨损失效及预防、腐蚀失效及预防、老化失效。每一种失效都对应真实的事故场景——户外支架的应力腐蚀、高温部件的蠕变、反复受力件的疲劳,选材时先排除会死在这八类失效下的选项。
第四章常见工程材料性能介绍给出正面清单:金属材料含低碳钢、高碳钢、合金钢、工具钢、不锈钢、铸铁,铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金;此外还有塑胶材料、橡胶材料、复合材料介绍。红线和清单之间,就是选材的活动空间。
流程与图表:把选材变成可复用的方法
第五章材料选择的基本原则给出标准动作:选择方法、选择策略、材料需求解读、材料筛查、材料排序、材料指标、选择过程。先把需求写清楚,再筛掉不合格的,排序比较,这套流程让选材会议不再各说各话。
第六章材料与形状设计讲形状对性能的影响、材料与形状的最佳组合、考虑形状的材料指标及案例;第七章材料特性组合应用图给出十五组对照:弹性模量对密度、强度对密度、弹性模量对强度、比刚度对比强度、断裂韧度对弹性模量、断裂韧度对强度、损耗系数对弹性模量、导热系数对电阻率、导热系数对热扩散系数、热膨胀系数对导热系数、热膨胀系数对弹性模量、最高工作温度、摩擦和磨损、弹性模量对相对成本、强度对相对成本。一张图一个决策维度,选材从玄学变成查图。
案例收口:十类典型场景的选材示范
第八章案例分析覆盖十类典型场景:根据力学性能选材、轻量化选材、储能材料选择、弹簧材料、弹性铰链材料、压力容器材料、隔热材料、振动阻尼材料、腐蚀环境下的选材、高低温环境选材。每个案例都是完整的需求到方案推演,学完可以直接套用到自己的项目里。
课程两天,广州、深圳两地开课,学习投资3980元每人,含培训费、午餐、培训教材和茶点,参加人员面向技术总监、项目经理、结构、机械、质量、工艺和制造工程师,具备基本的机械或材料基础即可。讲师李老师15年研发制造经验,可根据客户需求调整课纲,结合客户提供及经典案例现场辅导。想了解开课安排,可以索取详细招生简章和课表。
学员常见问题
产品结构设计中怎么选材料?
广州全德咨询《产品设计中的材料选择》给出完整流程:先解读力学、热性能与规格书,按失效分析划红线,再做材料需求解读、筛查、排序与指标比较,最后结合形状与特性组合应用图选出方案,两天课程系统讲解。
没有材料专业背景能听懂吗?
可以。课程从材料分类与基本术语讲起,参加人员面向结构、机械、质量、工艺工程师及技术管理人员,具备基本的机械或材料基础即可,案例教学重在建立方法而非背诵数据。
课程覆盖塑胶和复合材料吗?
覆盖。第四章常见工程材料性能介绍除金属材料外,还包括塑胶材料、橡胶材料、复合材料,与结构设计中多材料并用的实际情况匹配。
轻量化选材这类具体问题课程会讲吗?
会。第八章案例分析专门包含轻量化选材,以及储能材料、弹簧、压力容器、隔热、振动阻尼、腐蚀环境与高低温环境选材等十类场景。
这门课和金属材料的性能与选用课怎么选?
《产品设计中的材料选择》面向设计选材全流程,含塑胶橡胶复合材料与选择方法;《金属材料的性能与选用》聚焦金属,深入力学性能、失效、热处理与钢铁有色体系。做综合产品选材学前者,专攻金属学后者。
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温馨提示:本文内容根据课程内容整理,各模块实际讲授内容由授课老师根据学员情况灵活调整,最终以课堂授课为准。
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