(ПРОДОЛЖЕНИЕ) Модуль Юнга — «уклон» на начальной стадии кривой напряжение-деформация, получаемой в ходе испытаний механических свойств — представляет собой сопротивление материала упругой деформации под нагрузкой, при этом при снятии нагрузки образец полностью возвращает форму назад. Предел текучести обозначает отклонение от этого прямого участка кривой и показывает начало необратимой пластической деформации. Все марки стали имеют примерно одинаковые значения модуля Юнга, и при этом они имеют совершенно разную прочность, зависящую от состава легирования, методов прокатки и термической обработки (как термическая обработка может влиять на прочность? см. о деталях боевых машин «Тигр»: https://t.me/metalformingforall/560). Подобным образом, все алюминиевые сплавы имеют примерно одинаковый модуль Юнга, и он меньше, чем у сталей, примерно в три раза. Эта разница в модулях Юнга означает, что для одинаковой толщины листа и одинаковой геометрии детали, деталь из алюминиевого сплава будет в три раза менее жесткой по сравнению с аналогичной стальной, при тех же условиях нагрузки. Поэтому для того чтобы достигнуть такой же жесткости для детали из алюминиевого сплава, потребуется либо увеличить толщину, либо поменять геометрию детали, либо сделать и то и другое. Конструкция детали и ее геометрия также влияют на жесткость. Подобно тому как добавление складки на листе бумаги меняет его с мягкого на жесткий, автопроизводители используют линии стиля для увеличения жесткости наружных панелей кузова класса А. Выштамповки или элементы жесткости на деталях структуры кузова увеличивают их жесткость, но при этом сама листовая заготовка должна иметь достаточную пластичность, чтобы получить нужную геометрическую форму на детали. Это несет всё большие вызовы для деталей, штампуемых из металлов с более низким модулем Юнга, так как они по умолчанию менее пластичны по сравнению со сталями (в том числе и алюминиевые сплавы!). Толщина (t) также имеет огромное влияние, так как жесткость компонента увеличивается пропорционально t в кубе. При том, что у алюминия модуль Юнга в три раза меньше, чем у стали, производители полностью устраняют нехватку жесткости увеличением толщины алюминиевых деталей на 45% по сравнению с аналогичными по геометрии деталями из стали. При этом для некоторых из них всё равно получается экономия по массе, потому что плотность алюминия в три раза меньше, чем у стали. Соображения в зависимости от применения Производимые штамповкой детали имеют разные функции и ограничения. Факторы прочности более важны для конструкции одних деталей, тогда как жесткость является доминирующей функцией для других. При этом все штампованные детали получают путем необратимой деформации исходного листового металла, что подразумевает: приложенное напряжение превосходит предел текучести деформируемого материала, а форма детали продумана так, что в ходе деформации приложенное напряжение не превышает предела прочности на данный материал. Таковы соображения по части прочности. #переводы #немного_матчасти #аналитика