Seleção de material para balança

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Estou procurando testar o sensor FlexiForce com força de medição, no entanto, para leituras precisas, a carga precisa ser perturbada uniformemente na área de detecção. Como tal, estou tendo "discos" feitos para cobrir a área de detecção. Para minha aplicação, quanto mais fino o material do disco, melhor (1 mm ou menos de espessura). Qual dos seguintes materiais será mais adequado para fabricar o disco para a parte mais rígida / mais forte possível?

  1. Latão e cobre
  2. Alumínio
  3. Aço inoxidável
  4. Aço carbono / suave

O disco terá 25,4 mm de diâmetro e uma espessura de 1 mm.

Aqui está uma ilustração do que quero dizer:

materials metals manufacturing-engineering deformation user3095420
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As densidades dos materiais listados variam muito. Tem certeza de que um disco de alumínio de 1 mm atenda às suas necessidades? Eu pergunto porque 1 mm parece ser seu único requisito limitador.
hazzey
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Qual é a carga máxima que você deseja medir neste sensor? Nenhum deles deve se deformar se você estiver olhando para uma carga de 1 libra ou menos, mas isso pode mudar se você subir até 100 libras. É necessária uma variedade de pesos para determinar qual material é mais adequado.
Trevor Archibald

Respostas:

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Qual dos seguintes materiais será mais adequado para fabricar o disco para a parte mais rígida / mais forte possível.

Parece que você precisa de um material que transforme uma carga não uniforme em uma carga mais ou menos uniforme, fornecendo rolamentos consistentes. Como tal, você está olhando algo como uma placa em uma base elástica, embora em uma escala muito menor. Esse tipo de problema pode ser bastante complexo devido à interação entre a rigidez da placa e a fundação e o carregamento na placa.

As únicas variáveis ​​que você parece ter bloqueado são a espessura de 1 mm e o diâmetro de 25,4 mm do disco. A força não é um problema aqui (supondo que você tenha um material dúctil); rigidez é o único requisito real.

Se você realmente deseja obter o material mais rígido para o seu disco, o aço carbono listado provavelmente é o seu vencedor, com possibilidade de aço inoxidável, dependendo da liga. Supondo que todos os discos tenham a mesma espessura / diâmetro, a única coisa que afetará a rigidez é o módulo de elasticidade do material . Quanto maior o módulo, mais rígido o disco.

Também pode valer a pena procurar no disco o carboneto de tungstênio . É incrivelmente rígido (o dobro do aço) e não muito caro.

grfrazee
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Obrigado, muito bem respondido. Eu irei com o aço carbono. Infelizmente, meu fabricante não oferece carboneto de tungstênio.
user3095420
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1) Eu usei várias marcas de FSRs, incluindo FlexiForce e é muito improvável que você obtenha resultados utilizáveis ​​no comércio; suas respostas à pressão variam com a temperatura (porque, desconfio, a rigidez dos polímeros no próprio sensor varia w / temp.)

2) Os guias de aplicação que li sugerem NÃO usar materiais extremamente rígidos ou raios cortantes em contato direto com o sensor, o que pode causar concentrações de tensão.

3) A rigidez e a forma do que está no topo do sensor e do que está embaixo são importantes.

4) todos os materiais que você está considerando são ordens de magnitude mais rígidas que o sensor, portanto provavelmente fornecerão resultados igualmente errados e caros.

5) Sugiro que você tente primeiro discos finos ou cúpulas levemente arredondadas feitas com algo como Nylon ou HDPE (polietileno de alta densidade, plástico AKA para tábuas de corte). Suspeito que você possa apoiá-las com discos de material mais rígido; aço seria bom.

6) O disco deve ter o mesmo tamanho ou um pouco menor que a área ativa do sensor; caso contrário, parte da sua carga ignorará a área ativa, causando erros sistêmicos. E é melhor definir o raio das arestas, para não criar uma concentração de tensão ali.

Catalisador
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