Выбор материала для весов

8

Я рассчитываю проверить датчик FlexiForce в силе измерения, однако для точных показаний нагрузку необходимо равномерно распределить по области чувствительности. В связи с этим у меня есть «диски», которые закрывают чувствительную зону. Для моего применения, чем тоньше материал диска, тем лучше (толщиной 1 мм или меньше). Какой из следующих материалов будет наиболее подходящим для изготовления диска для самой жесткой / самой прочной детали?

  1. Латунь и медь
  2. алюминий
  3. Нержавеющая сталь
  4. Мягкая / углеродистая сталь

Диск будет диаметром 25,4 мм и толщиной 1 мм.

Вот иллюстрация того, что я имею в виду:

materials metals manufacturing-engineering deformation user3095420
источник
Плотности материалов, которые вы перечисляете, сильно различаются. Вы уверены, что алюминиевый диск диаметром 1 мм удовлетворит ваши потребности? Я спрашиваю, потому что 1 мм, кажется, ваше единственное ограничение.
Хаззей
1
Какую максимальную нагрузку вы хотите измерить на этот датчик? Ничто из этого не должно деформироваться, если вы смотрите на нагрузку в 1 фунт или меньше, но это может измениться, если вы поднимитесь до 100 фунтов. Диапазон весов необходим, чтобы определить, какой материал наиболее подходит.
Тревор Арчибальд

Ответы:

8

Какой из следующих материалов будет наиболее подходящим для изготовления диска для самой жесткой / максимально прочной детали.

Кажется, вам нужен материал, который преобразует неоднородную нагрузку в более или менее равномерную нагрузку, обеспечивая постоянную опору. Таким образом, вы смотрите на что-то вроде пластины на упругом основании, хотя и в гораздо меньшем масштабе. Этот тип проблемы может быть довольно сложным из-за взаимодействия между жесткостью плиты и основания и нагрузкой на плиту.

Кажется, единственные переменные, которые вы зафиксировали, это толщина диска 1 мм и диаметр диска 25,4 мм. Сила здесь не проблема (если у вас есть пластичный материал); жесткость является единственным реальным требованием.

Если вы действительно хотите получить самый жесткий материал для вашего диска, углеродистая сталь, которую вы перечислили, вероятно, станет вашим победителем, а нержавеющая сталь - в зависимости от сплава. Предполагая, что все диски имеют одинаковую толщину / диаметр, единственное, что затем влияет на жесткость, - это модуль упругости материала . Чем больше модуль, тем жестче диск.

Карбид вольфрама, возможно, стоит изучить и для вашего диска. Он невероятно жесткий (вдвое больше, чем у стали) и не очень дорогой.

grfrazee
источник
Спасибо, очень хорошо ответили. Я пойду с углеродистой стали. К сожалению, мой производитель не предлагает карбида вольфрама.
user3095420
0

1) Я использовал несколько брендов FSR, включая FlexiForce, и вы вряд ли получите результаты, пригодные для торговли; их реакции на давление меняются в зависимости от температуры (потому что, я подозреваю, жесткость полимеров в самом датчике меняется в зависимости от температуры).

2) Руководства по применению, которые я прочитал, настоятельно рекомендуют НЕ использовать чрезвычайно жесткие материалы или острые радиусы при прямом контакте с датчиком, который может вызвать концентрацию напряжений.

3) Жесткость и форма как того, что находится сверху датчика, так и того, что находится внизу, имеют значение.

4) все материалы, которые вы рассматриваете, на несколько порядков жестче, чем датчик, поэтому они, скорее всего, дадут вам одинаково неверные и дорогостоящие результаты.

5) Я предлагаю вам сначала попробовать либо тонкие диски, либо очень слегка закругленные купола, сделанные из чего-то вроде нейлона или HDPE (полиэтилен высокой плотности, пластик для разделочной доски AKA). Я подозреваю, что вы можете поддержать диски дисками из более жесткого материала; сталь будет в порядке.

6) Диск должен быть того же размера или немного меньше, чем активная область датчика, иначе часть вашей нагрузки будет пропускать активную область, что приведет к системным ошибкам. И вам лучше радиус края, чтобы вы не создали концентрацию напряжений прямо там.

катализатор
источник