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material index with shape factor材料指数与形状系数.pptxVIP

material index with shape factor材料指数与形状系数.pptx

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    Co-selectionofmaterialandshape

    Shapedsectionscarryloadsmoreefficientlythansolidsectionsdo.“shaped”referstocross-sectionformedtoatube,box-section,aI-sectionorthelike.“efficient”meansforbearingagivenload,thesectionusesaslittlematerialaspossible.

    Theefficiencyoftheshapedsectionismeasuredbyshapefactorparetheperformance(stiffness,strength,…)ofashapedsectionwithaneutralreferencesection.-solidsections,likesolidroundandsolidsquire,areusuallyselectedasaneutralreferencesection.

    ShapeandmodesofloadsAxialload:shapedoesnotmatter,theareaofthesectionmatters.Bendingandtorsion:somesectionsaremoreefficientthansolidsections.Somesectionareefficientthansolidsections.

    DefinitionofshapefactorSolidsquareisselectedastheneutralreferencesection.4ShapefactorsBendingfactorforstiffness(elasticdeflection)Torsionalfactorforstiffness(elasticdeflection)Bendingfactorforstrength(failurestress)Torsionalfactorforstrength(failurestress)

    Theshapematters.Thescaledoesnot

    Shapefactorisdimensionless.EachcontouronI-Aorz-Aplotindicatesavalueofshapefactor.Someapplicationsdemandhighshapefactor.Suchas,loadscarryingcomponents,wherestiffnessandstrengthofthepartshouldbeenhanced.Toachievehighstructuralefficiencydispersesolidawayfromthebendingortwistingaxis.Isection,box-sectionandtubehavehighshapefactor.Someapplicationsdemandlowshapefactor.Suchas,springsandcablewire,whereflexureisrequired.Tolowertheshapefactor,spreadthematerialontheplanecontainingtheaxisofbending.Thereisalowerlimittoshapefactor.Whendimensionislessthan0.0001m^2,shapedoesnotmatteranymore.shapemodificationdoesnotimprovetheperformance.Eachmaterialhasarangeofshapefactor.Itcannotbemaximizedorminimizedinfinitely.Thereisaupperlimittoshapefactor

    Whatfactorssettheupper

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