Table of Contents

إن اختيار المواد المناسبة للمكونات الآلية هو أحد أهم القرارات في الهندسة الميكانيكية والتصميم الصناعي، واختيار المواد يرتبط ارتباطا مباشرا بالأداء والموثوقية والكفاءة، ويقرر في نهاية المطاف ما إذا كان العنصر الآلي سينجح أو يفشل في تطبيقه المقصود، فاختيار المواد غير الصحيحة للتطبيقات الحرجة يمكن أن يؤدي إلى عواقب كارثية، كما أن اختيار المواد الكلفة على مادة رخيصة في تطبيق غير حرجية سيشكل إهدارا للمال.

فهم أساسيات اختيار المواد

وتشكل مرحلة اختيار المواد في التصميم الميكانيكي خطوة هامة جدا لضمان اختيار المواد الملائمة للتطبيق، وتشمل هذه العملية موازنة عوامل متعددة متنافسة تشمل الممتلكات الميكانيكية، والاعتبارات المتعلقة بالتكلفة، وقدرات التصنيع، والظروف البيئية، وهناك أكثر من 000 40 صنف من مختلف المواد التي يختارها المصمم، وهذه المجموعة الواسعة من الخيارات تجعل منهجيات الاختيار المنهجية أساسية للنجاح الهندسي.

الترابط بين المواد والمهام والعملية

ويمكن أن يؤثر تغيير المواد تأثيرا مباشرا على الشايب، والعملية، وكذلك على الوظيفة، كما أن تغيير التصميم يمكن أن يؤثر على العملية والمواد والمهمة، وينبغي دائما أن تُراعى هذه الترابطات مع اختيار المواد وعملية التصميم، ويجب على المهندسين أن يدركوا أن اختيار المواد لا يمكن أن يكون بمعزل عن بعضها البعض، بل يؤثر تأثيرا أساسيا على عمليات التصنيع، وعلى الهندسة المكوّنة، والوظيفية النهائية.

ويتوقف أداء المنتج ووظائفه وتكلفته اعتمادا مباشرا على مواصفاته المادية، وتؤكد هذه العلاقة السبب في أن اختيار المواد يتطلب نهجا شاملا ينظر في دورة حياة المنتج بأكملها من التصميم إلى أداء الاستخدام النهائي والتخلص أو إعادة التدوير في نهاية المطاف.

مراكز المواد الرئيسية للمكونات الآلاتية

ويستند اختيار المواد اللازمة للتطبيق إلى دراسة خصائصها المادية وإلى معرفة الممتلكات الأكثر أهمية في التطبيق والتي لا يكون مفهوماً، ففهم الفئات الواسعة من المواد الهندسية يساعد على تضييق مجال الاختيار:

  • Metals and Alloys:] Include ferrous metals (steels, cast irons) and non-ferrous metals (aluminum, copper, titanium), these materials offer excellentميكانيكيal properties and are widely used in structural applications
  • Polymers:] Offering light weight solutions with good corrosion resistance and design flexibility for non-structural or low-load applications
  • Ceramics:] These materials are generally hard and brittle but with excellent thermal and chemical resistances. There main drawback is they have low fracture hardness which means they develop cracks easily and fail in cyclic loading.
  • Composites:] Material made from two or more constituent materials with significantly different physical or chemical properties that, when combined, produce a material with characteristics different from the individual components.
  • Elastomers:] Rubber is a good example of elastomers, they have low moduli and low density but have higher ability to damp vibrations and shocks therefore they have high damping qualities used for mounting vibrating equipment and even on vehicles for suspension mounts and motor mounts.

المواد الحرجة وعلاماتها

وتصف متطلبات الأداء الخصائص التي يجب أن يعمل بها العنصر أو المشترك حسب الاقتضاء، ويمكن وصف الخصائص من حيث الميكانيكية والكهرباء والحرارية والبصرية والكيميائية والكهربائية والخصائص التجميلية، وفهم هذه الخصائص وكيفية تقييمها أمر أساسي لنجاح اختيار المواد.

الاختبارات الميكانيكية

وتتطلب التطبيقات الهيكلية مواداً لها خصائص ميكانيكية ممتازة، وتشمل أهم خصائص الميكانيكية للعناصر الآلة ما يلي:

(ب) يجب على المهندسين أن يميزوا بين مختلف أنواع القوة، بما في ذلك القوة المضغوطة، والقوة المضغوطة، والقوة القارعة، والقوة الغلة، والقوة العائدة، والسعة القصوى للمواد التي تحمل حمولات دون اختلال بلاستيكي أو تمزق في معايير الانتقاء.

Toughness:] Toughness is the ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing. Applications where there are shock loads and impact loads hardness plays a vital role for the materials. This property is particularly important for components subjected to sudden loading or impact conditions.

(أ) إن الفشل في التصاميم هو أكثر أنماط الفشل شيوعاً في التصميمات التي تخضع للتحميل المتغير المستمر، وبالتالي فإن الحد الأقصى للإجهاد الدوري الذي يمكن تطبيقه على المواد دون التسبب في فشل مُلح يسمى الحد الأقصى للدوام هو معيار هام للتطبيقات الدينامية المحمّلة.

إنّها ملك المعادن، وتعتمد العديد من الممتلكات المختلفة مثل مقاومة اللبس والخدش والتشوه والآلة، وما إلى ذلك، ويوفر اختبار الارتداد معلومات قيّمة عن مقاومة المادة للتشوهات البلاستيكية المحلية ومقاومة الارتداء.

Thermal and Environmental Properties

فبخلاف الممتلكات الميكانيكية، يجب على المهندسين أن ينظروا في كيفية التصرف بالمواد في ظل ظروف بيئية مختلفة، إذ أن معامل التوسع الحراري، والسلوك الحراري، ومقاومة درجة الحرارة تؤدي جميعها أدواراً حاسمة في اختيار المواد للعناصر التي تعمل في درجات حرارة متطرفة أو تتطلب تسامحاً شديداً.

وتمثل مقاومة الكوروزيون اعتبارا حاسما آخر، لا سيما بالنسبة للمكونات المعرضة للرطوبة أو المواد الكيميائية أو الغلاف الجوي التآكلي، ويمكن أن يؤدي اختيار المواد المقاومة للتآكل أو المعالجة السطحية المناسبة إلى توسيع الحياة المكوِّنة بشكل كبير وتخفيض تكاليف الصيانة.

منهجية اختيار المواد المنهجية

ويساعد النهج المنظم المتبع في اختيار المواد المهندسين على تهدئة تعقيد الاختيار من آلاف المواد المتاحة، وهنا خطوات عملية اختيار المواد: تحديد معايير اختيار المواد، وتحديد المواد المرشحة، وتقييم المواد المرشحة.

الخطوة 1: تحديد متطلبات التصميم

وتشمل الخطوة الأولى والأهم تحديدا واضحا لجميع المتطلبات التي يجب أن يلبيها العنصر، ولا يشمل ذلك متطلبات الأداء فحسب، بل يشمل أيضا قيود التكاليف، والقيود المفروضة على التصنيع، والامتثال التنظيمي، واعتبارات الاستدامة.

ما الذي يفعله العنصر؟ جعل الشيء رخيصاً، أو وزناً خفيفاً، أو زيادة السلامة، وما إلى ذلك، أو تركيبات العمليات من هذه العوامل، وما الذي ينبغي تحقيقه إلى أقصى حد أو التقليل منه؟ القيود: جعل الأمور رخيصة، أو وزناً خفيفاً، أو زيادة السلامة، وما إلى ذلك، وما هي الظروف غير القابلة للتفاوض التي يتعين تلبيتها؟ وما هي الظروف القابلة للتداول ولكنها مرغوبة؟

الخطوة 2: تحديد معايير اختيار المواد

وبمجرد تحديد الاحتياجات، يجب على المهندسين أن يترجموها إلى معايير محددة لاختيار المواد، ويشمل ذلك تحديد الممتلكات المادية الأكثر أهمية لتطبيقها وتحديد نطاقات مقبولة أو قيم دنيا لكل ملكية.

الاحتياجات - المتغيرات التي لن تتغير - القياس الجيولوجي - المتغيرات التي تحدد أبعاد العنصر وتعتمد ضمنا على الممتلكات المادية.

الخطوة 3: المواد المرشحة للسن والزنك

وتسمح المؤشرات القياسية، إلى جانب الخرائط، بتعظيم عملية اختيار المواد، وتستعرض مصادر بيانات الممتلكات المادية وتُعطى النُهج لاستخدامها، وتُمكِّن المخططات وقواعد البيانات المهندسين من الفرز السريع لآلاف المواد استنادا إلى مزيجات رئيسية من الممتلكات.

ويسمح استخدام مؤشرات الأداء بالترتيب الكمي للمواد، وتجمع هذه المؤشرات بين خصائص مادية متعددة بطرق تعكس الاحتياجات الفعلية لأداء العنصر، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يجمع مؤشر الأداء لشعاع الوزن الخفيف بين القوام والكثافة لتحديد المواد التي توفر أفضل نسبة من القوة إلى الوزن.

الخطوة 4: تقييم المواد النهائية واختيارها

وبعد تضييق المجال على عدد قليل من المواد المرشحة، ينظر التقييم التفصيلي في العوامل التي تتجاوز الممتلكات المادية الأساسية، ويؤثر كل من الجدوى التصنيعية، وتحليل التكاليف، ومدى توافر الموردين، والتوافق مع العمليات القائمة على قرار الاختيار النهائي.

وسيعجل بعملية تقييم المواد والموردين التي يتم تحديدها استنادا إلى المجموعة الكاملة من المتطلبات، وسينظر في الوقت والمال المرتبط بتقييم المواد والموردين الذين يتبين أنهم غير مناسبين، ويستلزم الأمر قدرا من التركيز والانضباط لتنفيذ عملية اختيار المواد، ولكن مكافأة المشاكل الأقل والإسراع في التنفيذ أو التصميم تستحق ذلك.

الحسابات الأساسية لاختيار المواد

التحليل الكمي يشكل العمود الفقري لاختيار المواد الهندسية يجب على المهندسين أن يقوموا بحسابات مختلفة لضمان أن تكون المواد المختارة قادرة على تحمل الضغوط التشغيلية وتلبية متطلبات الأداء طوال حياة الخدمة

الإجهاد والحسابات المتداخلة

وتشمل الحسابات الأساسية في اختيار المواد مقارنة الضغوط المطبقة على القوة المادية، وبالنسبة لظروف التحميل البسيطة، تتبع حسابات الإجهاد الميكانيكي الأساسي للمبادئ المتعلقة بالمواد:

وبالنسبة للتحميل الحاد، والإجهاد (F) يساوي القوة (F) مقسمة حسب المناطق المتقاطعة (A). وفيما يتعلق بالضغط الطارئ، يتوقف الإجهاد على اللحظة التطبيقية، والشعارات الجزئية، والجيولوجيا، وحسابات الإجهاد الحاد ضرورية بالنسبة لمكونات مثل الفول والدبابيس، والمفاتيح التي تنقل الحمولات عبر القشرة.

وبعد حساب التأكيدات، يجب مقارنتها بممتلكات القوة المادية مع عوامل السلامة المناسبة، ويتطلب اختيار عوامل السلامة السليمة النظر بعناية في متغيرات متعددة تشمل موثوقية الممتلكات المادية، وتحميل الشكوك، ونتائج الفشل.

العوامل المتعلقة بآراء السلامة

ويتوقف اختيار عامل سلامة مناسب يستخدم في تصميم أي عنصر آلي على عدد من الاعتبارات، مثل المواد، وطريقة التصنيع، ونوع الإجهاد، وظروف الخدمة، وشكل الأجزاء، وقبل اختيار عامل سليم للسلامة، ينبغي لمهندس التصميم أن ينظر في النقاط التالية:

  • موثوقية ممتلكات المواد.
  • مدى موثوقية نتائج الاختبار ودقة تطبيق هذه النتائج.
  • موثوقية الحمولة التطبيقية
  • اليقين بشأن طريقة الفشل بالضبط
  • مدى تبسيط الافتراضات.
  • مدى التوترات المحلية.
  • The extent of initial stresses set up during manufacture.
  • مدى الخسائر في الأرواح إذا حدث الفشل، ومدى فقدان الممتلكات إذا حدث الفشل.

ويجب النظر في كل من العوامل المذكورة أعلاه وتقييمها بعناية، إذ تتراوح عوامل السلامة عادة بين 1.5 و 10 أو أكثر تبعاً للتطبيق، مع وجود عناصر حاسمة تتطلب عوامل أعلى من حيث عدم اليقين والعواقب المحتملة للفشل.

حساب الحياة المملة

بالنسبة للعناصر التي تخضع للتحميل الدوري، الحسابات الدهنية ضرورية، منحنى "س-ن" يميز سلوك المادة البدينة، ويستخدم المهندسون هذه المنحنىات إلى جانب عوامل تركيز الضغط وتصويبات نهاية السطح للتنبؤ بالحياة الدهنية.

مخطط (غودمان) والنهج المماثلة تساعد على حساب تأثيرات الإجهاد الحادّة في تحليلات التفشي، نظريات الضرر التراكميّة مثل قاعدة (مينر) تمكّن من التنبؤ بالحياة الدهنية تحت ظروف التحميل المتغيرة المشتركة في تطبيقات العالم الحقيقي.

عمليات حساب الشحوم والثبات

بالإضافة إلى اعتبارات القوة، يتطلب العديد من التطبيقات الحد من التشفير للحفاظ على الوظيفة أو المواءمة الصحيحة، وحسابات الشدة تتضمن شعارات المواد المرنة، بالإضافة إلى عوامل قياسية جغرافية، وبالنسبة للأشعاعات، يتوقف التشفير على تشكيلة التحميل، وشروط الدعم، ولحظة التخلف، والشعارات المتميزة، والطول.

وكثيرا ما يفضل اختيار المواد للتطبيقات الحرجة المواد ذات النمط العالي، حتى لو أمكن تلبية متطلبات القوة ببدائل أقل مستوى، وهذا أمر مهم بصفة خاصة في أجهزة الدقة والنظم البصرية والهياكل التي يؤدي فيها التشهير المفرط إلى الإضرار بالأداء.

حساب الإجهاد الحراري

وتضع العناصر التي تشهد تغيرات في درجات الحرارة ضغوطا حرارية إذا ما قيّدت من التوسع الحر أو الانكماش، وتشمل حسابات الإجهاد الحراري معامل التوسع الحراري، وتغير درجة الحرارة، والشعارات العالقة، والظروف المقيدة.

وبالنسبة للعناصر التي تعمل عبر نطاقات حرارة واسعة أو تنضم إلى المواد المتفرقة، يصبح تحليل الإجهاد الحراري بالغ الأهمية، وقد تفضل المواد ذات معامل التوسع الحراري المنخفضة أو السلوك الحراري العالي على التقليل إلى أدنى حد من التدرجات الحرارية وما يرتبط بها من ضغوط.

معايير الصناعة لمواصفات المواد واختبارها

وهذه المعايير هي المعايير التي تكفل جودة المنتجات وسلامتها وإمكانية التشغيل المتبادل فيما بينها، وهذه المعايير حاسمة بالنسبة للمسرِّعين، لأنها تُملِّي الأبعاد والممتلكات المادية والأداء الميكانيكي والبروتوكولات المتعلقة بالاختبارات، كما أن فهم وتطبيق المعايير الصناعية ذات الصلة أمر أساسي لضمان جودة المواد وتيسير الاتصال بين المصممين والموردين وتلبية المتطلبات التنظيمية.

المعايير الدولية لصرف النقود

ويسبق نظام الصرف الآلي، الذي أنشئ في عام 1898 بوصفه القسم الأمريكي للرابطة الدولية للاختبارات والمواد، منظمات أخرى للمعايير مثل BSI (1901)، وDIN (1917)، و ANSI (1918)، و AFNOR (1926)، وتقوم المنظمة الدولية لصرف المشورة التقنية بتطوير ونشر معايير تقنية طوعية بتوافق الآراء بشأن المواد والمنتجات والنظم والخدمات.

وتركز معايير الصرف الآلي، التي هي منتشرة في الولايات المتحدة، على اختبار المواد ومراقبة الجودة، وبينما تشدد معايير نظام المعلومات الإدارية المتكامل على هذه الجوانب، تركز معايير الصرف الآلي بدرجة أكبر على شروط الاختبار والمنهجيات والمعايير، وتغطي معايير الصرف الآلي طائفة كبيرة من المواد وأساليب الاختبار، وتوفر مواصفات مفصلة للتكوين الكيميائي، والخصائص الميكانيكية، وإجراءات الاختبار.

وتشمل المعايير الرئيسية لأجهزة الصرف الآلي لمواد المكونات الآلات المواصفات الخاصة بمختلف درجات الفولاذ، وخطوط الألومنيوم، وخطوط النحاس، وغيرها من المواد الهندسية، وكل معيار يحدد عادة حدود التكوين الكيميائي، ومتطلبات الملكية الميكانيكية، وإجراءات معالجة الحرارة، وأساليب اختبار ضمان الجودة.

المعايير الدولية للتوحيد القياسي

وتهدف معايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس إلى مواءمة المواصفات الدولية لتيسير التجارة وضمان توافق المنتجات، ومن أهم المواصفات: - المواصفات الدولية الموحدة - التركيز على إدارة الجودة وضمانها، وتضع المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس معايير معترف بها وتستخدم على الصعيد العالمي.

ومع أن معايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس قابلة للتطبيق على الصعيد العالمي، فإن هذا يعني أنها عامة تماما، إلا أنه يمكن تطبيقها على نطاق العالم، كما أن معايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس فيما يتعلق بالمواد تغطي المواصفات وأساليب الاختبار ونظم إدارة الجودة، وهي تيسر التجارة الدولية بتوفير مواصفات مشتركة يمكن للمصنعين والمشترين الإشارة إليها في جميع أنحاء العالم.

وتشمل المعايير الهامة للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس للعناصر الآلة 898 للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس فيما يتعلق بالممتلكات الميكانيكية للصوم، و 6892 للاختبارات المتشابكة للمواد المعدنية، وعدة معايير خاصة بالمواد تحدد تكوين وممتلكات الفولاذ، والسبائك الألومنيوم، ومواد هندسية أخرى.

DIN German Standards

المعهد الألماني لتوحيد المقاييس هو المنظمة الوطنية الألمانية للتوحيد القياسي وهي الهيئة الألمانية الأعضاء في المنظمة الدولية للتوحيد القياسي، ويوجد حاليا حوالي 000 30 معيار للدين، تغطي كل مجال تقريبا من مجالات التكنولوجيا، وقد كانت معايير الـ دي إن تأثيرها تاريخيا في الهندسة والتصنيع الأوروبيين.

ويمكن تطوير معايير إدارة المعلومات التصميمية باعتبارها أكثر تخصصاً، ونتيجة لذلك، يمكن أن تلبي الاحتياجات الصناعية المحددة للممارسات الصناعية والهندسية الألمانية، وفي حين أن كثيراً من معايير إدارة المعلومات الرقمية قد ألغيت بمعايير أوروبية منسقة، فإن مواصفات نظام المعلومات التصميمية لا تزال تمثل إشارات هامة إلى الممتلكات المادية وأساليب الاختبار.

وتؤدي معايير إدارة المعلومات الإنمائية دوراً حاسماً في صناعة الدفاع، لا سيما فيما يتعلق بالتوحيد الأوروبي، ويمكنها، من خلال وضع معايير لجودة المواد، أن تكفل التشغيل المتبادل وتعزز الابتكار.

المعايير الدولية

وتقوم الرابطة الدولية للمهندسين الآليين (سابقا جمعية المهندسين) بوضع معايير تستخدم على نطاق واسع في صناعات السيارات والفضاء الجوي والمركبات التجارية، وتُشار على نطاق واسع إلى المواصفات المادية للشركة، ولا سيما نظام تعيين درجات الصلب في شركة SAE، في صناعة أمريكا الشمالية.

وتغطي معايير التعليم العالي التكوينات المادية، ومواصفات المعالجة الحرارية، وإجراءات الاختبار، وتتناول معايير مجموعة الفرز المشتركة لمختلف جوانب اختيار المواد واختبارها ومتطلبات الأداء الخاصة بالتطبيقات الفضائية الآلية والهوائية.

معايير اختبار المواد

وتوفر معايير اختبار المواد، بما في ذلك معايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس، مبادئ توجيهية ومواصفات تستخدم لتقييم الخصائص الميكانيكية للمواد، وهذه المعايير حاسمة لضمان الاتساق والموثوقية في منهجيات استخدام المواد واختبارها في مختلف الصناعات، وتشكل الاختبارات والإجراءات المناسبة لقياس الخصائص المختلفة للمواد، مثل القوة والدوام وغير ذلك من الممتلكات، جزءا من هذه المعايير.

وتتأكد أساليب الاختبار الموحدة من قياس الممتلكات المادية بصورة متسقة، مما يتيح إجراء مقارنة موثوقة بين المواد والتحقق من المواد التي توفر المواد التي تستوفي المواصفات، وتشمل معايير الاختبار الرئيسية ما يلي:

  • Tensile Testing:] Standards like ASTM E8 and ISO 6892 specify procedures for determining tensile strength, yield strength, elongation, and reduction of area
  • Hardness Testing:] Multiple standards cover various hardness testing methods including Rockwell, Brinell, and Vickers tests
  • Impact Testing:] Charpy and Izod impact test standards evaluate material hardness and energy absorption
  • Fatigue Testing:] Standards specify procedures for determining fatigue strength and generating S-N curves
  • Corrosion Testing:] Various standards define accelerated corrosion testing methods to evaluate material resistance to environmental degradation

اختيار المواد لمكونات محددة من الآلات

وتواجه مختلف المكونات الآلية مطالب تشغيلية فريدة تدفع قرارات اختيار المواد، ويساعد فهم هذه المتطلبات الخاصة بالتطبيق المهندسين على اتخاذ خيارات مادية مناسبة.

عناصر تحويل الطاقة

فالأخطار تتطلب مواد ذات قدرة عالية على مقاومة اللبس، وقسوة أساسية كافية لتحمل حمولات الصدمة، وقوام كاف من الدهن في حياة طويلة من الخدمة، وتشمل مواد التروس المشتركة الصلب المأجور عبر الصلب، والصلب المرفوع حسب الحالة، والسكك الحديدية المتخصصة.

وتخلق عمليات تصعيد الحالات مثل الحرق السطحي الصلب والمقاوم للارتداء مع الحفاظ على نواة صلبة ومقلدة، وهذه التركيبة من الممتلكات مثالية للعتاد الذي يتعرض لضغوط عالية الاتصال والتحميل الدوري، ويجب أيضا أن ينظر اختيار المواد في عمليات التصنيع، حيث أن بعض مواد المعدات تتطلب قدرات خاصة في مجال الصنع أو معالجة الحرارة.

المكوّنات والتناوبية

وترسل الشباك المزخرفة المزروعة وتساند المكونات الدوارة، مما يتطلب وجود مقاومة جيدة للإجهاد، ودرجة كافية من القوة، ويستخدم الفولاذ المتوسط الكربون عادة للسرقات العامة الغرض، بينما توفر الصلبات المحمصة خصائص معززة للطلبات.

ويمكن أن تؤدي المعالجة السطحية مثل التكدس الاستحثائي أو التكرير إلى تحسين المقاومة الدهنية وترتدي المقاومة في مجالات حرجة مثل المجلات ذات الدوافع والطرق الرئيسية، ويجب أن يكون اختيار المواد بمثابة تركيزات الإجهاد عند الكتف، والطرق الرئيسية، وغير ذلك من حالات التوقف عن قياس الأرض.

المكونات المقاومـة للضباب والملابس

ويجب أن توفر المواد التي تحتوي على مواد الاحتكاك المنخفض، والمقاومة العالية للارتداء، والقدرة على تحمل ضغوط الاتصال، وعادة ما تستخدم العناصر المتحركة ذات الدلالات الكرومية العالية الكربون التي تحمل الصلبان ذات الحرارة العالية، مع معالجة حرارية محددة لتحقيق الصلابة المطلوبة والهياكل الدقيقة.

وقد تستخدم مواضع الشحوم البقولية سبائك برونز أو مركبات متعددة المركّبات أو مواد ذات حمل متخصص حسب ظروف التحميل والسرعة والتزليق، ولا يقتصر اختيار المواد على الخصائص الميكانيكية بل يتوافق أيضا مع سطح التزاوج ومواد التشحيم.

العناصر المكثفة والمشتركة

وتحدد هذه المعايير خصائص المواد للفولاذ الخفيف والجوز مثل القوة الخفية، والقوة العائدة، والارتقاء، والصعوبة، و898-1 للتسرب الكربوني، و137-3561 للتحلل الصناعي الدولي للتوحيد القياسي للفولاذ اللاصق، و260-A194 للكربون والسويات الصلبة، و237-A563 للمعادن المزروعة، ويستند نظام المعلومات الإدارية المتكامل إلى تماثل مع اختلاف طفيف.

ويجب أن توفر المواد المكثفة ما يكفي من القوة الضاربة، والمقاومة الدهنية، ومقاومة التآكل في كثير من الأحيان، وتحدد فئات الممتلكات وفقا لمعايير مثل المعيار 898 للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس الحد الأدنى من الممتلكات الميكانيكية لمختلف درجات الصومعة، وتستخدم الصوامع العالية الصلبة الفلزات المحمومة مع المعالجة الحرارية المناسبة، في حين قد تتطلب البيئات التآكلة الصلبة أو المعاطف الخاصة.

الربيع والمكونات الفلكية

وتتطلب مواد الربيع قوة عالية من حيث العائد، ومقاومة ممتازة للإجهاد، وممتلكات مرنة متسقة، كما أن الفولاذ الربيعي، الذي عادة ما يكون الفولاذ عالي الكربون أو الفولاذ المحارم ذو المعالجة الحرارية الخاصة، يوفر التركيبة اللازمة من الممتلكات.

ويجب أن ينظر اختيار المواد في الربيع في درجة حرارة التشغيل، والبيئة التآكلية، وحياة الخدمة المطلوبة، وتوفر ربيع الصلب اللاصق مقاومة للتآكل، بينما توفر السبيكات المتخصصة مثل الأسلاك الموسيقية أقصى قوة للينابيع الصغيرة.

المكونات الهيكلية والمساكن

غيرت شركة Sumitomo الإسكان إلى نسخة طبق الأصل، مما مكّن (مع تغييرات أخرى في التصميم) من إنشاء صندوق أكثر تماسكاً ووزن خفيف يوفر القدرة اللازمة على التحميل بالصدمات، وتم التحقق من أداء المساكن المهددة من خلال حسابات القوة والاختبارات المادية.

وتحتاج المكونات الهيكلية والمساكن إلى قوة كافية وإلى درجة من الشدة، مع إيلاء الأولوية في كثير من الأحيان لجدوى التكلفة وقابلية التصنيع، حيث يوفر الحديد المصبوب صبغة عالية من اليقظة ويُلقى بسهولة في شكل معقد، ويجعله شعبياً بالنسبة للقواعد والمساكن الآلية، كما أن خصائص الحديد الطبقي الذي يجعله مادة قيمة لأغراض هندسية هي خصائص منخفضة التكلفة، وخصائص الصبغة، وقوة ضغطية عالية، ومقاومة، وقابلية ممتازة.

وتوفر هياكل الصلب الصنعية الصنعية مرونة في التصميم ونسب قوة إلى الوزن، وتوفر السبيكات الألومنيوم بدائل للوزن الخفيف حيث يبرر خفض الوزن ارتفاع تكاليف المواد.

النظر في اختيار المواد المتقدمة

فإلى جانب الممتلكات الميكانيكية الأساسية والمواد القياسية، تتطلب الهندسة الحديثة النظر بصورة متزايدة في عوامل إضافية تؤثر على قرارات اختيار المواد.

التكلفة والمصانع الاقتصادية

وتتوقف تكلفة تكوين عنصر أو مشترك أو شراء عنصر على 1) المواد التي تتألف من عنصر أو مشترك، و2) عمليات التصنيع المستخدمة في تكوين عنصر أو مشترك، و3) ما إذا كان المكون يُصنع أو يشترى " مورد خارجي " ، و4) كمية المواد أو المكونات التي يجري شراؤها، و5) مشاكل نوعية مرتبطة بمواد أو عنصر.

ويجب أن ينظر تحليل التكاليف الكلي ليس فقط في تكاليف المواد الخام بل أيضا في تكاليف التصنيع، ونفقات مراقبة الجودة، وتكاليف دورة الحياة بما في ذلك الصيانة والاستبدال، وفي بعض الأحيان يمكن أن تؤدي المواد الأكثر تكلفة التي لها خصائص أعلى أو أيسر تجهيزا إلى خفض التكلفة الإجمالية على الرغم من ارتفاع النفقات المادية الأولية.

عملية التصنيع

ولا يمكن اختيار المواد بصورة مستقلة عن اختيار العملية، إذ يختار مهندس التصميم عموما المواد والعملية المطلوبة في وقت واحد ما لم تكن هناك عمليات متعددة لنفس المادة، ويجب أن يكون اختيار المواد هو القدرات الصناعية المتاحة ومتطلبات العمليات.

وتناقش معالجة المواد وتأثيرها على التصميم، وتحتاج مختلف المواد التي تناسب مختلف عمليات التصنيع - التلفيات - إلى سوائل جيدة، وتحتاج الأجزاء المجهزة إلى قدر أدنى من التقلص، إلى قدرة جيدة على الصنع، وتحتاج الهياكل المبللة إلى مواد ذات قدرة ملائمة على التحمل.

وقد تتطلب الشركات استخدام عمليات محددة لتصنيع المكونات أو مجالس البناء أو التجمعات الفرعية، وربما تكون لدى الشركة قدرات تصنيع داخلية يجب استخدامها أو تكون الشركة على دراية وراحة بالعنصر أو المفاصل المصنّعة باستخدام عملية تصنيع مألوفة.

الاعتبارات البيئية والاستدامة

وتقيّد هذه المتطلبات المواد التي يمكن استخدامها في المكونات والمفاصل على المواد التي يمكن إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها، وقد تقيّد أيضاً عمليات التصنيع من إمكانية استخدامها في تكوين مكونات ومفاصل للعمليات التي لا تضر بالبيئة ولا تستخدم المواد الكيميائية والمواد التي تصنع باستخدام عمليات غير ملائمة بيئياً.

ويجب أن ينظر اختيار المواد بصورة متزايدة في التأثير البيئي طوال دورة حياة المنتج، ويشمل ذلك استهلاك الطاقة في إنتاج المواد، وإعادة التدوير في نهاية الحياة، والأثر البيئي لعمليات التصنيع، وقد يفضل المواد ذات المحتوى العالي التدوير أو التي يسهل إعادة تدويرها، حتى لو كانت التكاليف الأولية أعلى قليلا.

المتطلبات التنظيمية والامتثال

وتعالج هذه المتطلبات المواد التي يمكن أو لا يمكن استخدامها في عنصر أو مشترك، والجودة والموثوقية المتوقعتين للمواد الخاصة بتطبيقات محددة، ولكل بلد مجموعة من اللوائح الخاصة به، وتواجه بعض التطبيقات قيودا تنظيمية على المواد المسموح بها، ولا سيما في الصناعات مثل تجهيز الأغذية والأجهزة الطبية والفضاء الجوي.

وقد يُلزم الالتزام باللوائح الخاصة بالصناعة باستخدام المواد المعتمدة، أو إجراءات اختبار محددة، أو اعتماد، أو متطلبات التتبع، ويجب على المهندسين أن يفهموا الأنظمة المنطبقة في وقت مبكر من عملية التصميم لتجنب إعادة تصميم التكاليف.

سلسلة الإمدادات والتوافر

ويؤثر توافر المواد وموثوقية سلسلة الإمداد تأثيرا متزايدا على قرارات الاختيار، إذ يمكن أن يؤدي تحديد المواد الغريبة أو نادرا ما تستخدم إلى نشوء تحديات في مجال المشتريات، وطول فترات الرصاص، وأوجه الضعف في سلسلة الإمداد، ويجب على المهندسين أن يوازنوا بين الممتلكات المادية المثلى والاعتبارات العملية المتعلقة بتوافرها وموثوقية الموردين.

وقد أبرزت حالات تعطيل سلسلة الإمدادات العالمية أهمية النظر في توافر المواد ومصادر بديلة أثناء عملية الاختيار، فالتصميم مع المواد المتاحة عموما أو تحديد البدائل المقبولة يوفر المرونة ويقلل من مخاطر العرض.

اختبار المواد والتحقق منها

ولا يشكل اختيار المواد المناسبة استنادا إلى البيانات المنشورة سوى الخطوة الأولى، ويكفل اختبار التحقق أن المواد التي تزودها تفي بالفعل بالمواصفات وأن تؤدي ما هو متوقع في التطبيق المقصود.

التفتيش المادي المقبل

وتشمل برامج ضمان الجودة عادة التفتيش القادم على المواد للتحقق من الامتثال للمواصفات، وقد يشمل ذلك التحقق من التصديقات على المواد، وإجراء تحليلات كيميائية للتحقق من التركيب، وإجراء اختبارات ميكانيكية لتأكيد الممتلكات.

وتوثق شهادات المورد المواد درجة المواد، وحالة المعالجة الحرارية، ونتائج الاختبار التي تثبت الامتثال للمعايير المنطبقة، وينبغي للمهندسين أن يحددوا مستويات التصديق المطلوبة استنادا إلى الأهمية الحيوية للتطبيق والمخاطر.

الاختبارات الأولية والتقدير

وقبل الالتزام بالإنتاج الكامل، تؤكد الاختبارات الأولية أن مواد مختارة تؤدي أداء كافيا في ظروف التشغيل الفعلية، وقد يكشف ذلك عن مسائل لا تظهر من بيانات الممتلكات المادية وحدها، مثل أنماط الارتداء غير المتوقعة، أو التآكل في بيئات معينة، أو السلوك الدهون في ظل التحميل المعقد.

وتخضع التجارب السريعة على الحياة نماذج أولية لتهيئة ظروف مكثفة للتنبؤ بالأداء الطويل الأجل في أطر زمنية مكرَّسة، وفي حين لا توفر هذه الاختبارات التنبؤات الكاملة بحياة الخدمة الفعلية، فإنها توفر بيانات قيمة للتحقق من اختيار المواد.

عدم وجود تحليلات وتحسينات مستمرة

وعندما تفشل العناصر في الخدمة، يتحرى تحليل الفشل الأسباب الجذرية ويحدد ما إذا كان اختيار المواد يسهم في الفشل، ويوفر التحليل المنهجي للإخفاقات الميدانية تعليقات لتحسين قرارات اختيار المواد في المستقبل.

وتشمل أساليب الفشل المشتركة التفشي البدين، واللبس، والتآكل، وكسر الحمولة المفرطة، والتشوهات المزروعة، وفهم طريقة الفشل التي حدثت، وسبب المساعدة على تنقيح معايير اختيار المواد وتحسين موثوقية العناصر.

الأدوات العملية والموارد اللازمة لاختيار المواد

ويتاح للمهندسين الوصول إلى العديد من الأدوات والموارد التي تيسر عملية اختيار المواد وتساعد على التخفيف من تعقيد الاختيار من آلاف المواد المتاحة.

قواعد بيانات الممتلكات المادية

وتجمع قواعد البيانات الشاملة بيانات عن الممتلكات المادية من مصادر مختلفة، مما يتيح إجراء فحص سريع للمواد المرشحة ومقارنتها، وتشمل هذه القواعد عادة الممتلكات الميكانيكية، والممتلكات المادية، والمعلومات المتعلقة بالتجهيز، وبيانات التكلفة لآلاف المواد.

وتتيح قواعد البيانات الإلكترونية وأدوات البرمجيات للمهندسين البحث عن مواد تلبي احتياجات محددة من الممتلكات، ومقارنة البدائل، والحصول على صحائف بيانات تقنية مفصلة، كما تتضمن قواعد بيانات كثيرة معلومات عن توافر المواد، والموردين، والتطبيقات النموذجية.

برامجيات اختيار المواد

وتطبق البرامجيات المتخصصة منهجيات منهجية لاختيار المواد، وتسترشد بها المهندسين من خلال عملية الاختيار، وتطبق مؤشرات الأداء على مواد الرتب، وتدمج هذه الأدوات قواعد البيانات المادية مع خوارزميات الاختيار لتحديد المواد المثلى لتطبيقات محددة.

ويمكن أن تُنتج برامجيات اختيار المواد خرائط لاختيار المواد، وأن تجري تحليلات للمبادلات بين الأهداف المتنافسة، وأن توثق الأساس المنطقي للاختيار، فالتكامل مع أدوات التعبئة والتحريفات يمكن من تدفق العمل بدون هوادة من اختيار المواد من خلال التصميم والتحليل التفصيليين.

أدوات المحاكاة والتحليل

ويمكِّن التحليل الافتراضي للعناصر وغيرها من أدوات المحاكاة المهندسين من تقييم أداء المكونات بخيارات مادية مختلفة قبل الالتزام بالنموذج الأولي الطبيعي، ويساعد تحليل الإجهاد والتحليل الحراري والتحليل البدين على التنبؤ بكيفية أداء المواد في ظروف التشغيل الفعلية.

وتسترشد نتائج عملية المحاكاة باختيار المواد من خلال تحديد مواقع الإجهاد الحرجة، وتحديد هوامش الأمان كميا، ومقارنة أداء المواد البديلة، وهذا الاختبار الافتراضي يقلل من وقت التنمية وتكاليفها، مع تحسين الثقة في قرارات اختيار المواد.

كتيبات ومراجع الصناعة

(و) المراجع القياسية مثل سلسلة دليل الإدارة السليمة بيئياً، ودليل آلات التصوير، وكتيبات مختلفة خاصة بالصناعة، تقدم معلومات مفصلة عن الممتلكات المادية، ومبادئ الانتقاء، وبيانات التصميم، وهذه المراجع تجمع عقوداً من المعارف الهندسية وأفضل الممارسات.

وتقدم المؤلفات التقنية للموردين المواد معلومات مفصلة عن مسارات ودرجات محددة، بما في ذلك الممتلكات النموذجية، وتوصيات التجهيز، وأمثلة التطبيقات.

دراسات حالة في اختيار المواد

ويوضح بحث أمثلة العالم الحقيقي كيفية تطبيق مبادئ اختيار المواد في الممارسة العملية ويظهر أثر الخيارات المادية على أداء العناصر وتكاليفها.

إنتاج مواد إسكانية على الوجه الأمثل

المشكلة: وحدة معدات صندوق (سوميتومو) التقليدية كانت أكبر وأثقل مما هو مطلوب، الحل: (سوميتمو) غيرت الإسكان إلى نسخة طبق الأصل، التي (مع تغييرات أخرى في التصميم) مكنت صندوقاً أكثر ترابطاً ووزن خفيف يوفر القدرة اللازمة على تحميل الصدمات، وتم التحقق من أداء السكن المكثف من خلال حسابات القوة والاختبار البدني.

وتبين هذه الحالة كيف يمكن اختيار المواد التصميم الأمثل، فاختيار الحديد المطبق بممتلكاته الممتازة للهبوط والقوة المضغوطة، حقق المهندسون تصميما أكثر تماسكا مع الحفاظ على الأداء المطلوب، ويجسد التحقق من خلال الحسابات والاختبارات الممارسة الهندسية السليمة.

توسيع نطاق العنصر العمري من خلال اختيار المواد

المشكلة: كان من المستصوب أن يُستخدم جزء من الألمنيوم الذي تُتخذه لجنة التنسيق الوطنية في ظروف الطلب، وهذا السيناريو شائع في التطبيقات الصناعية حيث يثبت أن الخيارات المادية الأولية غير كافية لظروف الخدمة الفعلية.

وقد تشمل الحلول الارتقاء إلى سبيكة ألومنيوم أعلى ارتفاعاً، والتحول إلى الفولاذ من أجل تحسين مقاومة الارتداء، أو تطبيق العلاجات السطحية لتعزيز القابلية للدوام، ويتوقف الحل الأمثل على أساليب الفشل المحددة، والقيود المفروضة على التكاليف، واعتبارات التصنيع.

الموازنة بين التكلفة والأداء

أي لمساعدة الزبائن على اختيار المواد التي توفر العمر المطلوب بأقل تكلفة، وسعت مجموعة خيارات المواد التي توفرها، ويسلم هذا النهج بأن الاختيار الأمثل للمواد غالبا ما ينطوي على إيجاد أكثر المواد اقتصادا التي تلبي متطلبات الأداء بدلا من تحديد المواد ذات الأداء الأعلى المتاحة.

ومن خلال تقديم خيارات مواد متعددة ذات خصائص مختلفة للأداء والتكاليف، تمكن الصانعون العملاء من اختيار مواد تتطابق بدقة مع متطلبات تطبيقها، مما يحول دون الإفراط في الهندسة مع المواد المكلفة دون الحاجة، وعدم وجود مواد كافية.

حالات اختلال المواد المشتركة وكيفية تجنبها

ويساعد فهم المجازفات المشتركة في اختيار المواد المهندسين على تجنب الأخطاء المكلفة وتحسين موثوقية العناصر.

الاعتماد المفرط على قوة تينسيل

وهناك خطأ شائع يتمثل في اختيار المواد التي تستند أساسا إلى القوة الخفية مع إهمالها في نفس الوقت للممتلكات الحرجة الأخرى، وقد تفشل المكونات بسبب الإهمال أو اللبس أو التآكل أو عدم كفاية القوة حتى عندما يكون القوام الضار كافيا، ويمنع التقييم الشامل لجميع الممتلكات ذات الصلة حدوث مثل هذه الإخفاقات.

Ignoring Manufacturing Constraints

ويمكن أن يؤدي تحديد المواد دون النظر في القدرات الصناعية إلى مشاكل إنتاجية أو مسائل تتعلق بالجودة أو التكاليف المفرطة، ويضمن التعاون المبكر بين أفرقة التصميم والتصنيع أن تكون انتقاء المواد متوافقة مع العمليات والقدرات المتاحة.

عوامل السلامة غير الكافية

ويمكن أن يؤدي استخدام عوامل السلامة غير الكافية أو عدم حساب تركيزات الإجهاد، وآثار نهاية السطح، وغيرها من عوامل العالم الحقيقي إلى حدوث حالات فشل سابقة لأوانها، كما أن عوامل السلامة المحافظة الملائمة لتطبيق الفشل ونتائجه توفر هامشا ضروريا من أجل عدم اليقين.

العوامل البيئية السلبية

وعدم النظر في ظروف التشغيل البيئية - الحرارة القصوى، والغلاف الجوي التآكلي، وتعرض الرطوبة لتدهور المواد، وقصر مدة الخدمة، ويحول فهم ظروف الخدمة واختيار المواد التي تقاوم الآثار البيئية دون حدوث هذه المشاكل.

عدم كفاية الاختبارات والتقدير

والمضي قدماً في الإنتاج دون اختبارات نموذجية كافية ومجازفة للتحقق من عدم كفاية المواد إلا بعد استثمار كبير في إعداد الأدوات والإنتاج، وتحدد برامج الاختبار الشاملة المسائل في وقت مبكر عندما تكون التغييرات أقل تكلفة.

الاتجاهات المستقبلية في اختيار المواد

ولا تزال ممارسات اختيار المواد تتطور مع تعزيز التكنولوجيا والمواد الجديدة والأولويات المتغيرة في التصميم الهندسي.

المواد المتقدمة والمركبات

ويوسع تطوير المواد المتقدمة بما في ذلك المركبات ذات الأداء العالي، والمركبات المصفوفة المعدنية، والمواد الهندسية ذات الخصائص المصممة، الخيارات المتاحة للطلبات، وكثيرا ما توفر هذه المواد أداء أعلى، ولكنها تتطلب معرفة متخصصة للاختيار والتطبيق السليمين.

اعتبارات التصنيع المضافة

فالصناعة المضافة (الطباعة 3D) تتيح إنتاج كميات من الجيولوجيا المعقدة مستحيلة مع التصنيع التقليدي، ولكنها تستحدث اعتبارات جديدة لاختيار المواد، ويجب أن تكون المواد متاحة بأشكال مناسبة للعمليات المضافة، وقد تختلف خصائص الأجزاء المصنعة بصورة مضافة عن المواد المعالجة تقليديا.

تصميم المواد الحاسوبية

ويتزايد تقديم الأدوات الحاسوبية المتقدمة وأغلافير التعلم الآلاتي المساعدة في اختيار المواد عن طريق تحليل قواعد بيانات واسعة النطاق، والتنبؤ بالسلوك المادي، وتحديد المواد المثلى لتطبيقات محددة، وهذه الأدوات تزيد من الحكم الهندسي وتعجل بعملية الاختيار.

الاستدامة والاقتصاد العلماني

ويؤدي تزايد التركيز على الاستدامة إلى حفز اختيار المواد نحو المواد القابلة لإعادة التدوير، وتقليل الأثر البيئي، ومبادئ الاقتصاد الدائري، وأصبح تقييم دورة الحياة عاملا متزايد الأهمية في قرارات اختيار المواد إلى جانب اعتبارات الأداء والتكاليف التقليدية.

تنفيذ عمليات اختيار المواد الفعالة

وتستفيد المنظمات من إنشاء عمليات منهجية لاختيار المواد تكفل اتخاذ قرارات متسقة ووثيقة جيدا واستخلاص الدروس المستفادة من المشاريع المقبلة.

وضع مبادئ توجيهية لاختيار المواد

وتوثيق المبادئ التوجيهية لاختيار المواد الخاصة بالشركات مواد تفضيلية للتطبيقات المشتركة، والموردين المعتمدين، والدروس المستفادة من المشاريع السابقة، وتساعد هذه المبادئ التوجيهية على توحيد عمليات اختيار المواد، والحد من الوقت الهندسي، وتحسين الاتساق بين المشاريع.

- أن تكون الأمور سهلة المنال، وأن تكون سهلة الصنع والاستمرار، وأن إبقاءها بسيطة قد يكون صعبا )ولكن المهندسين يحبون التحدي(.

التعاون بين الشركات

ويتطلب الاختيار الفعال للمواد مدخلات من تخصصات متعددة، منها هندسة التصميم، وهندسة المواد، والصناعة التحويلية، وضمان الجودة، والمشتريات، ويكفل إشراك جميع أصحاب المصلحة في وقت مبكر أن عمليات اختيار المواد تفي بمتطلبات وقيود متنوعة.

وتتيح استعراضات التصميم المنتظمة مع الأفرقة المتعددة الوظائف فرصا للطعن في اختيار المواد، وتحديد المسائل المحتملة، وإدراج وجهات نظر متنوعة في عملية صنع القرار.

الوثائق وإدارة المعارف

وتخلق الوثائق الدقيقة للمبررات المنطقية لاختيار المواد، والحسابات، ونتائج الاختبار، والقرارات معارف مؤسسية قيمة، وتدعم هذه الوثائق المشاريع المقبلة، وتيسر تشخيص المشاكل إذا نشأت مشاكل، وتوفر إمكانية التعقب لأغراض النوعية والأغراض التنظيمية.

وتساعد نظم إدارة المعارف التي تستخلص الدروس المستفادة من النجاحات والفشل على حد سواء المنظمات على تحسين ممارسات اختيار المواد باستمرار وتفادي تكرار الأخطاء السابقة.

التعلم المستمر والتطوير المهني

وما زال العلم المادي والهندسة يسيران قدما، حيث ظهرت المواد الجديدة وأساليب الاختبار وأدوات الاختيار باستمرار، ويجب على المهندسين أن ينخرطوا في التعلم المستمر من خلال دورات التطوير المهني، والمؤتمرات التقنية، والمنشورات الصناعية، لكي يظلوا على حالهم مع أفضل الممارسات.

ويتيح بناء العلاقات مع موردي المواد ومختبرات الاختبار وخبراء الصناعة الوصول إلى المعارف المتخصصة ويبقي المهندسين على علم بالتطورات الجديدة ذات الصلة بتطبيقاتها.

خاتمة

إن اختيار المواد للعناصر الآلية عملية معقدة ومتعددة الجوانب تؤثر أساسا على الأداء المكوني، والموثوقية، والتكاليف، والقابلية للصنع، ويتطلب النجاح منهجية منهجية منهجية تجمع بين الفهم الدقيق للممتلكات المادية، وعمليات حساب هندسية صارمة، وتطبيق معايير الصناعة، والنظر في عوامل التصنيع، والعوامل الاقتصادية والبيئية.

إن معرفة المواد وممتلكاتها ذات أهمية كبيرة بالنسبة لمهندس التصميم، ومن خلال تطبيق المبادئ والحسابات والمعايير التي نوقشت في هذا الدليل، يمكن للمهندسين اتخاذ قرارات مستنيرة لاختيار المواد تحقق الأداء الأمثل في حين تلبي أهداف التكلفة والصناعة التحويلية والاستدامة.

وينبغي أن تبدأ عملية اختيار المواد في مرحلة مبكرة من مرحلة التصميم، وأن تنطوي على تعاون شامل لعدة وظائف، وأن تشمل التحقق الدقيق من خلال الاختبار والتحليل.() وتوثيق الأساس المنطقي للاختيار والدروس المستفادة يبنيان المعرفة التنظيمية التي تحسن المشاريع المقبلة.

ومع تزايد الطلب على التطورات التكنولوجية والاحتياجات الهندسية للمواد، فإن أهمية اختيار المواد بصورة منهجية وحسنة المعلومات لا تنمو إلا، فالمهندسين الذين يتقنون مبادئ اختيار المواد ويبقون حاليا مع المعايير والأدوات والمواد المتطورة سيكونون مؤهلين جيدا لتصميم عناصر آلية موثوقة وفعالة من حيث التكلفة وتواجه تحديات التطبيقات الهندسية الحديثة.

الموارد الإضافية

وبالنسبة للمهندسين الذين يسعون إلى تعميق معرفتهم باختيار المواد، توفر موارد عديدة معلومات وتوجيهات قيمة:

وهذه الموارد، إلى جانب الخبرة العملية والتعلم المستمر، تمكن المهندسين من تطوير الخبرة في اختيار المواد التي تخدمهم طوال حياتهم الوظيفية، والاستثمار في فهم مبادئ اختيار المواد يدفع أرباحا من خلال تحسين موثوقية العناصر، وخفض التكاليف، وتحسين أداء المنتجات.