የመዳብ ጥግግት

መዳብ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት የምህንድስና ብረቶች አንዱ ነው, እና መጠኑ ለንድፍ ሲገመግሙት መሐንዲሶች ከሚያማክሩት የመጀመሪያ ንብረቶች ውስጥ አንዱ ነው።, ማምረት, እና ቁሳዊ መተካት.

በክፍል ሙቀት ውስጥ, የመዳብ ጥግግት በተለምዶ እንደ ይሰጣል ስለ 8.94 ወደ 8.96 ግ/ሴሜ³, ይህም በግምት ጋር እኩል ነው 8,940 ወደ 8,960 ኪግ/ሜ³.

በተግባራዊ ሁኔታ, መዳብ በአንጻራዊነት ከባድ ብረት ያደርገዋል: ከአሉሚኒየም በጣም ጥቅጥቅ ያለ, ከብረት ይልቅ በመጠኑ ጥቅጥቅ ያለ, እና ከአብዛኛዎቹ ቀላል ክብደት መዋቅራዊ ብረቶች በጣም ከባድ.

ይህ ጥግግት ቀጥተኛ ውጤት አለው. በከፊል ክብደት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል, የመርከብ ወጪ, የድጋፍ መዋቅር ንድፍ, በሚንቀሳቀሱ ስርዓቶች ውስጥ inertia, እና መዳብን በሌላ ቁሳቁስ የመተካት አቅም.

በተመሳሳይ ጊዜ, መዳብ አስፈላጊ ሆኖ ይቆያል ምክንያቱም መጠኑ ጠቃሚ የሆኑ ንብረቶችን የያዘ ነው።: እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሪክ ምቹነት, ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ, ጥሩ የዝገት መቋቋም, እና በአስፈላጊ አካባቢዎች ውስጥ አስተማማኝ አፈፃፀም.

መዳብ በትክክል ለመረዳት, ነጠላ ቁጥርን ለማስታወስ በቂ አይደለም.

በተጨማሪም እፍጋት ማለት ምን ማለት እንደሆነ ማወቅ ያስፈልግዎታል, ለምን እሴቱ በሙቀት እና በንጽህና በትንሹ ይቀየራል, መዳብ ከተዛማጅ ብረቶች እና ውህዶች ጋር እንዴት እንደሚወዳደር, እና ለምንድነው መሐንዲሶች አሁንም መዳብ የሚመርጡት ክብደቱ ጉዳት ቢኖረውም.

1. Density ምን ማለት ነው?

ጥግግት በአንድ የተወሰነ መጠን ውስጥ ምን ያህል ብዛት እንደታሸገ ይገልጻል. መሠረታዊው ግንኙነት ቀላል ነው:

ጥግግት = የጅምላ ÷ ጥራዝ

ሁለት እቃዎች ተመሳሳይ መጠን ካላቸው ግን አንዱ ጥቅጥቅ ያለ ነው, ጥቅጥቅ ያለ ነገር የበለጠ ክብደት ይኖረዋል. ለዚህም ነው እፍጋቱ በንድፍ እና በማኑፋክቸሪንግ ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆነው.

አንድ ክፍል ከመሠራቱ በፊት ምን ያህል ክብደት እንደሚኖረው ይነግርዎታል, አንድ አካል ምን ያህል ቁሳቁስ ያስፈልገዋል, እና የጅምላ አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ቁሳቁስ እንዴት እንደሚሠራ.

ትፍገት አብዛኛውን ጊዜ ከእነዚህ ክፍሎች ውስጥ በአንዱ ይገለጻል።:

• ግ/ሴሜ³
• ኪግ/ሜ³
• ፓውንድ/በ³

ለብረታ ብረት, ጥግግት መሠረታዊ ንብረት ነው ምክንያቱም የቁሳቁስ ምርጫን ከተግባራዊ የምህንድስና ውጤቶች ጋር ለማገናኘት ይረዳል.

ጥቅጥቅ ያለ ቁሳቁስ የአፈፃፀም ጥቅሞችን ሊሰጥ ይችላል።, ነገር ግን ክብደትን በሚነኩ ስርዓቶች ላይ ፈተናዎችን ሊፈጥር ይችላል።.

2. የንጹህ መዳብ ጥግግት

ለአብዛኛዎቹ የምህንድስና ዓላማዎች, በክፍል ሙቀት ውስጥ የመዳብ ጥግግት እንደ ይቆጠራል:

ያ ትንሽ ክልል የተለመደ ነው።. የተለያዩ ማመሳከሪያዎች ትንሽ የተለየ የሙቀት መጠን ሊጠቀሙ ይችላሉ, የመለኪያ ስምምነቶች, ወይም የማጠጋጋት ልምዶች.

በእውነተኛ ዲዛይን ሥራ, አፕሊኬሽኑ ለክብደት ወይም ለድምጽ በጣም ስሜታዊ ካልሆነ በስተቀር እነዚህ ልዩነቶች ጉልህ አይደሉም.

3. ለምን መዳብ በጣም ከባድ እንደሚሰማው

መዳብ ብዙውን ጊዜ ሰዎችን ያስደንቃል ምክንያቱም አንድ ትንሽ ቁራጭ ከሚታየው የበለጠ ክብደት ሊሰማው ይችላል።. ያ ስሜት የሚመጣው ከከፍተኛው ጥግግት ነው።.

በክፍል ሙቀት ውስጥ, መዳብ ስለ ጥግግት አለው 8.94-8.96 ግ/ሴሜ³

ማብራሪያው ቀጥተኛ ነው።: የመዳብ አተሞች ከሌሎች ብዙ የተለመዱ የምህንድስና ብረቶች ጋር ሲነፃፀሩ በጥብቅ የታሸጉ እና በአንጻራዊነት ግዙፍ ናቸው።.

ምክንያቱም ጥግግት በጅምላ በድምጽ የተከፋፈለ እኩል ነው።, በተመሳሳዩ ቦታ ውስጥ ብዙ ብዛት ያለው ቁሳቁስ ሁል ጊዜ የበለጠ ክብደት ይኖረዋል.

መዳብ በዚያ ምድብ ውስጥ ነው, ለዚህም ነው የታመቁ ክፍሎች እንኳን ከፍተኛ ክብደት ሊኖራቸው የሚችለው.

በእውነተኛ መተግበሪያዎች ውስጥ ይህ አስፈላጊ ነው።. የመዳብ አውቶቡስ አሞሌ, ማገናኛ, ቱቦ, ወይም የሙቀት-መለዋወጫ ኤለመንት ጥሩ አፈፃፀም ሊያቀርብ ይችላል, ነገር ግን ከተነጻጻሪ የአሉሚኒየም ክፍል የበለጠ ክብደትን ይጨምራል.

እያንዳንዱ ኪሎግራም በሚቆጠርባቸው ስርዓቶች ውስጥ, ጥግግት ከበስተጀርባ እውነታ ይልቅ የንድፍ እገዳ ይሆናል።.

4. የመዳብ ጥግግት በተቃርኖ የመዳብ ቅይጥ

ከታች ከተለመዱት የመዳብ እና የመዳብ ቅይጥ UNS ደረጃዎች ጋር የተስፋፋ ንጽጽር አለ።.

የክብደት እሴቶቹ በ ውስጥ ይታያሉ ኪግ/ሜ³, ፓውንድ/በ³, እና ግ/ሴሜ³ ምቹ የምህንድስና ማጣቀሻ; የኪ.ግ/ሜ³ አሃዞች የታተሙት የክፍል-ሙቀት መጠጋጋት ውሂብ ክብ ልወጣዎች ናቸው።.

5. በእውነተኛ የምህንድስና ሥራ ውስጥ የመዳብ እፍጋት ለምን አስፈላጊ ነው?

የመዳብ ጥግግት በተለያዩ መንገዶች የንድፍ ውሳኔዎችን ይነካል.

የጅምላ ግምት

መሐንዲሶች የክፍሉን ክብደት ከጂኦሜትሪ ለማስላት ጥግግት ይጠቀማሉ.

የመዳብ ክፍል የታወቀ መጠን ካለው, ጥግግት ዲዛይነሮች በንድፍ ሂደቱ መጀመሪያ ላይ የጅምላ መጠን እንዲገምቱ እና ከተለዋጭ ቁሳቁሶች ጋር እንዲያወዳድሩ ያስችላቸዋል.

ይህ ጥግግት በመካኒካል እና በማኑፋክቸሪንግ ስሌቶች ውስጥ ዋና መለኪያ ያደርገዋል.

የቁሳቁስ መተካት

ንድፍ ዝቅተኛ ክብደት በሚፈልግበት ጊዜ, መሐንዲሶች ብዙውን ጊዜ መዳብን ከአሉሚኒየም ወይም ከቀላል ውህዶች ጋር ያወዳድራሉ.

ምክንያቱም መዳብ ከአሉሚኒየም ከሶስት እጥፍ በላይ ጥቅጥቅ ያለ ነው, መተካት የጅምላ መጠንን በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል።.

የNIST ዋቢ እሴቶች ያንን ንፅፅር ግልፅ ያደርጉታል።: 8.96 g / ml ለመዳብ በተቃርኖ 2.70 g / ml ለአሉሚኒየም.

የሙቀት እና የኤሌክትሪክ ሃርድዌር

መዳብ በኤሌክትሪክ አሠራሮች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል, ምክንያቱም እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ ኮንዳክሽን ከተጨናነቀ ቅርጽ ጋር በማጣመር ነው.

መጠኑ ቀላል አያደርገውም።, ነገር ግን የቦታው ውስንነት እና ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ በሚያስፈልግበት ጊዜ የመዳብ ክፍሎች ለምን ውጤታማ እንደሆኑ ለማብራራት ይረዳል.

ብሪታኒካ መዳብ ከወትሮው በተለየ ሁኔታ ጥሩ የኤሌክትሪክ እና የሙቀት ማስተላለፊያ እንደሆነ ትገነዘባለች።, መሐንዲሶች በብዙ መተግበሪያዎች ውስጥ የክብደቱን ቅጣት መቀበላቸውን የሚቀጥሉበት አንዱ ምክንያት ነው።.

ማጓጓዣ እና ሎጂስቲክስ

በማምረት ላይ, ጥግግት የጭነት ወጪን ይነካል, አያያዝ, እና የማከማቻ እቅድ. የመዳብ ምርት ትንሽ ሊመስል ይችላል, ነገር ግን ክብደቱ ከትልቅነቱ አንጻር ሲታይ ጉልህ ሊሆን ይችላል.

ያ በተለይ ለኬብሎች ጠቃሚ ነው, ቡና ቤቶች, ቱቦዎች, እና በርዝመት ወይም በድምጽ የተሸጡ የማሽን ክፍሎች.

6. የመዳብ ጥግግት ላይ ምን ተጽዕኖ?

የመዳብ ጥግግት በእያንዳንዱ ሁኔታ ላይ በትክክል የተስተካከለ አይደለም. በርካታ ምክንያቶች በትክክለኛው ዋጋ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ.

የሙቀት መጠን

መዳብ እየሞቀ ሲሄድ, በትንሹ ይስፋፋል. የድምጽ መጠን ይጨምራል, የጅምላ ተመሳሳይ ይቆያል ሳለ, ስለዚህ ጥግግት ይቀንሳል.

NIST የመዳብ መስመራዊ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅትን በ 16.66 × 10⁻⁶ / k በ 295 ኬ, ይህ የሚያሳየው መዳብ በሚለካው የሙቀት መጠን እንደሚስፋፋ ነው።.

የመዳብ ልማት ማህበር ሠንጠረዦች ለመዳብ የሙቀት-ጥገኛ አካላዊ እሴቶችን ያሳያሉ, ጥግግት ሁልጊዜ የሙቀት ማጣቀሻ ጋር መተርጎም አለበት የሚለውን እውነታ ማጠናከር.

ንጽህና

ንፁህ መዳብ እና መዳብ ከቆሻሻዎች ጋር ሁልጊዜ አንድ አይነት እፍጋት የላቸውም. በቅንብር ውስጥ ትናንሽ ልዩነቶች እንኳን የጅምላ-ወደ-ጥራዝ ግንኙነቱን በትንሹ ሊቀይሩ ይችላሉ።.

ለዚህም ነው የውሂብ ሉሆች ብዙውን ጊዜ “ከፍተኛ-ንፅህና መዳብን የሚገልጹት።,"" ኤሌክትሮይቲክ መዳብ,” ወይም እያንዳንዱ የመዳብ ምርት ተመሳሳይ ነው ብሎ ከመገመት ይልቅ ሌላ የተገለጸ ደረጃ.

ሂደት እና መዋቅር

ጥቅጥቅ ባለው መዳብ ውስጥ, የሚለካው ጥግግት ከማጣቀሻው እሴት ጋር ቅርብ መሆን አለበት።. ቢሆንም, porosity, ባዶዎች, ወይም የማምረት ጉድለቶች የተጠናቀቀውን ክፍል ውጤታማ የጅምላ እፍጋት ሊቀንስ ይችላል።.

በሌላ አነጋገር, ውስጣዊ መቋረጥን ከያዘ እውነተኛው አካል ከጥሩ መዳብ በትንሹ ያነሰ ጥቅጥቅ ያለ ሊሆን ይችላል።.

ይህ በተለይ በቆርቆሮ ወይም በዱቄት-የተሰሩ ክፍሎች ውስጥ አስፈላጊ ነው።. ይህ ነጥብ በእውነተኛ እቃዎች ውስጥ እፍጋት እንዴት እንደሚለካ በቀጥታ ይከተላል: ባዶዎችን የያዘው መጠን ሙሉ በሙሉ ጥቅጥቅ ካለው ብረት ያነሰ የጅምላ አስተዋጽኦ ያደርጋል.

ቅይጥ

አንዴ መዳብ ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ከተጣመረ, እፍጋቱ ይለወጣል. ናስ, ነሐስ, እና ልዩ የመዳብ ቅይጥ ከንጹህ ናስ ይልቅ ቀላል ወይም ከባድ ሊሆን ይችላል እንደ ቅንብርነታቸው.

7. የመዳብ እፍጋትን ለመለካት ደረጃቸውን የጠበቁ ዘዴዎች

የመዳብ እና የመዳብ ውህዶች ትክክለኛ የመጠን መለኪያ ዓለም አቀፍ የኢንዱስትሪ እና ሳይንሳዊ ደረጃዎችን ይከተላል, ወጥነት እና ታማኝነት ማረጋገጥ:

• የአርኪሜድስ መርህ (ASTM B311): ለጠንካራ የመዳብ ክፍሎች በጣም የተለመደው ዘዴ - መጠንን እና መጠኑን ለማስላት በአየር ውስጥ እና በተቀላቀለ ውሃ ውስጥ የሚንሳፈፈውን ብዛት መለካት.
  ለመጠጥ ቤቶች ያገለግላል, አንሶላዎች, በማሽን የተሰሩ ክፍሎች, እና castings.
• ፒኮሜትር ዘዴ: ለመዳብ ዱቄት, ጥራጥሬዎች, ወይም ባለ ቀዳዳ ናሙናዎች, የመለኪያ መጠን በፈሳሽ ማፈናቀል በተስተካከለ ፒኮሜትር.
• ጋዝ ፒኮሜትሪ: ለከፍተኛ-ንፁህ የመዳብ ናሙናዎች ከፍተኛ ትክክለኛ ሳይንሳዊ ልኬት, ትክክለኛውን መጠን በ±0.001 ግ/ሴሜ³ ትክክለኛነት ለመወሰን ሂሊየም ጋዝን በመጠቀም.
• የጅምላ እፍጋት ሙከራ: ለተቦረቦረ መዳብ ወይም የዱቄት ብረታ ብረት ክፍሎች, ግልጽ የሆነ የጅምላ እፍጋትን ለማስላት አጠቃላይ የጅምላ እና የጂኦሜትሪክ መጠን መለካት.

የሙቀት-ተኮር ስህተቶችን ለማስወገድ ሁሉም የኢንዱስትሪ ልኬቶች እስከ 20 ° ሴ ደረጃቸውን የጠበቁ ናቸው.

8. የመዳብ ጥግግት በጣም አስፈላጊ በሆነበት

የመዳብ ጥግግት በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ተግባራዊ ሚና ይጫወታል.

የኤሌክትሪክ ምህንድስና

በሽቦዎች ውስጥ መዳብ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል, የአውቶቡስ ቡና ቤቶች, ማገናኛዎች, ሞተሮች, እና መቀያየርን. የእሱ conductivity ዋጋ ያደርገዋል, የክብደቱ መጠን የአጥርን ዲዛይን እና መዋቅራዊ ድጋፍን ይነካል.

የሙቀት ስርዓቶች

የሙቀት መለዋወጫዎች, ራዲያተሮች, እና የማቀዝቀዣ አካላት ሙቀትን በብቃት ስለሚያስተላልፍ ብዙውን ጊዜ በመዳብ ላይ ይመረኮዛሉ. እነዚህ ስርዓቶች የሙቀት አፈፃፀምን ከጅምላ ጋር ማመጣጠን ስላለባቸው ጥግግት ጉዳዮች ናቸው።.

ሜካኒካል ማምረት

በማሽን የተሰሩ የመዳብ ክፍሎች, መግጠሚያዎች, እና ቱቦዎች ለዋጋ ትክክለኛ የ density ውሂብ ያስፈልጋቸዋል, አያያዝ, እና የመሰብሰቢያ እቅድ ማውጣት.

መጓጓዣ እና ኤሮስፔስ

ክብደት-ነክ የሆኑ ኢንዱስትሪዎች የአጠቃላይ ስርዓቱን በፍጥነት ሊያሳድጉ ስለሚችሉ ብዙውን ጊዜ መዳብን በጥንቃቄ ይይዛሉ. መሐንዲሶች የኮንዳክሽን መስፈርቶች በሚፈቅዱበት ቦታ ቀለል ያሉ ቁሳቁሶችን መምረጥ ይችላሉ።.

የኃይል እና የኃይል ስርዓቶች

መዳብ በትራንስፎርመሮች ውስጥ አስፈላጊ ሆኖ ይቆያል, ማመንጫዎች, እና የኤሌክትሪክ መሠረተ ልማት አፈፃፀም ብዙውን ጊዜ ከክብደት ብቻ የበለጠ አስፈላጊ ነው.

9. ስለ መዳብ ጥግግት የተለመዱ የተሳሳቱ አመለካከቶች

"የመዳብ ጥግግት በትክክል አንድ ቋሚ ቁጥር ነው."

በትክክል አይደለም. እሴቱ በሙቀት መጠን በትንሹ ይቀየራል።, ንጽህና, እና የመለኪያ ዘዴ.

"በመዳብ ላይ የተመሰረቱ ሁሉም ቁሳቁሶች አንድ አይነት እፍጋት አላቸው."

ሐሰት. ናስ, ነሐስ, እና ልዩ የመዳብ ውህዶች በከፍተኛ ሁኔታ ሊለያዩ ይችላሉ.

"Density ስለ ቁሳቁስ ሁሉንም ነገር ይነግርዎታል።"

አያደርገውም።. ጥግግት አስፈላጊ ነው, ነገር ግን conductivity, ጥንካሬ, የዝገት መቋቋም, የድካም ባህሪ, እና ወጪም ወሳኝ ናቸው።.

"ጥቅጥቅ ያለ ቁሳቁስ ሁልጊዜ የተሻለ ነው."

የግድ አይደለም።. ቀላል ክብደት ስርዓቶች ውስጥ, ቁሱ በሌሎች ጉዳዮች ላይ ጥሩ አፈጻጸም ቢኖረውም ከፍተኛ ጥግግት ጉዳት ሊሆን ይችላል።.

10. መሐንዲሶች ምንም እንኳን መጠኑ ቢኖራቸውም አሁንም መዳብ ለምን ይጠቀማሉ

መዳብ ጥቅጥቅ ያለ ነው, ነገር ግን በምህንድስና ውስጥ በጣም ውድ ከሆኑት ብረቶች አንዱ ሆኖ ይቆያል. ምክንያቱ ሚዛናዊነት ነው።.

መሐንዲሶች ብዙውን ጊዜ የክብደት ቅጣትን ይቀበላሉ, ምክንያቱም መዳብ ያልተለመደ የንብረት ጥምረት ያቀርባል:

• እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሪክ ምቹነት
• እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት ሁኔታ
• ጥሩ የዝገት መቋቋም
• የተረጋገጠ ዘላቂነት
• ጠንካራ የኢንዱስትሪ አቅርቦት
• በብዙ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ቀጥተኛ መቀላቀል እና ማምረት

በአጭሩ, መዳብ ብርሃን ስለሆነ አይመረጥም. ኮንዳክሽን እና አስተማማኝነት ከጅምላ በላይ በሚሆንበት ጊዜ በተለየ ሁኔታ በጥሩ ሁኔታ ስለሚያከናውን ይመረጣል.

11. የንጽጽር ጥግግት: መዳብ vs. የተለመዱ ብረቶች

12. ማጠቃለያ

የመዳብ ጥግግት አብዛኛውን ጊዜ እንደ ይወሰዳል በክፍል ሙቀት 8.94-8.96 ግ/ሴሜ³. ይህ ዋጋ መዳብ ከጥቅጥቅ ካሉት የጋራ ምህንድስና ብረቶች መካከል ያስቀምጣል።, በደንብ ከአሉሚኒየም እና በትንሹ ከማይዝግ ብረት በላይ.

የምህንድስና እይታ, በጅምላ ላይ ተጽዕኖ ስለሚያሳድር የመዳብ ጥንካሬ አስፈላጊ ነው, ሎጂስቲክስ, የመተካት ምርጫዎች, እና መዋቅራዊ ንድፍ.

ሆኖም ጥግግት ብቻ ሙሉውን ታሪክ አይናገርም።. መዳብ በጣም አስፈላጊ ሆኖ ይቆያል ምክንያቱም በአንጻራዊነት ከፍተኛ ጥንካሬን ከሚገርም የኤሌክትሪክ እና የሙቀት መቆጣጠሪያ ጋር ያጣምራል።, ጠንካራ አጥፊነት መቋቋም, እና የበሰለ የኢንዱስትሪ አቅርቦት ሰንሰለቶች.