Останнім часом мехатронічна система — це нетривале поєднання точної механіки, вбудованої електроніки та інтелектуального програмного забезпечення — рідко визначається однокомпонентним компонентом. Замість цього вона виникає від того, як добре її складові матеріали закінчують повторне навантаження, теплове вело, кореневе середовище, а нерозривне виконання часу. Матеріал науки забезпечує фундаментальне розуміння для виштовхування основних традиційних обмежень, перетворення ранних матеріалів на стратегічну перевагу інженерам, що проектування може бути подвійний корозійний теплопровід, що дозволяє забезпечити більш високу ефективність, оскільки це може бути подвійним тепловідомим, оскільки це може бути подвійним тепловідом.

Основи оцінки матеріальних засобів

Для оформлення довговічності інженери повинні спочатку зрозуміти, як матеріали деградації. Основні режими відмов в мехатронних компонентах — одязі, втоми, креветки та корозії — вчать мають різні фізичні походження та цільові стратегії пом'якшення. Рельєнний граш цих механізмів дозволяє командам вибрати відповідні матеріали та поверхневі процедури перед прийняттям до виробництва, уникаючи витратних редизайнів пізніше.

Смажений і фрикційний

Зносні облікові записи для значної дроби провалів мехатронічної системи, особливо в рухомих інтерфейсах, таких як підшипники, редуктори, і ковзання ущільнення. Клей зносу, абразивний знос, і поверхнева втома все сприяє прогресуючому втраті матеріалу. Твердість окремо не гарантує зносостійкості; вся трибологічна система - включаючи мастильну в'язкість, поверхневу нерівність, і операційну температуру - краще оптимізувати зараз суттєві припливи на 40%, прогнозуючи припливи життєво-обумовленими показниками, що широтуються, що стосуються коефіцієнтів, що дорівнює фрикції, що дорівнює

Товстушка під циліндричними навантаженнями

Багато мехатронних дій / бензометричні активи проходять мільйони циклів під час їх життя. Серводвигунні вали, робочі підшипники та передача передач всі досвід обертаються або коливання напруги. Матеріал втоми - прогресивні та локалізовані структурні пошкодження, які відбуваються під циклічним навантаженням - є найбільш поширеною причиною несподіваної механічної недостатності. Високопродуктивні сплави, такі як марующіечні сталі та титанові сплави, були відмінно вписані на мікроструктурному рівні, щоб затримати тріщину ініцію. Обробка поверхонь, як дроблення, що обертаються, і глибоке змішування, корисні стиснені елементи, що показують більш високий рівень ультразвукового випромінювання, що ультразвукове джерело

Теплова стійкість та тепломенеджмент

Сучасні пакети мехатроніки менші і більш потужні, ніж в будь-який час, упаковка теплогенеруючих потужностей MOSFETs і мікроконтролерів безпосередньо прилягають до точності машинованих деталей. Теплове розширення невідповідності між полімерним роз'ємом і керамічною підкладкою може розтріскувати паяльні шви з часом. Високотемпературні сплави, такі як Inconel 718, підтримують міцність до 700 ° C, що робить їх незамінними всередині турбіно-активних систем управління. На іншому кінці спектру керамічні матричні композити (CMCs) знаходять їх шлях до електричних транспортних засобів, пропонуючи електричну теплопровідність і теплопровідність далеко за звичайні теплопровідні елементи.

Проведення та деградація навколишнього середовища

Системи Мехатроніки все частіше розгортаються на відкритому повітрі або в суворих виробничих умовах—сільські роботи, офшорні вітротурбінні гончарні елементи, а також харчові активатори, які проходять щоденне прання. Тут матеріал наука поширюється за межами сипучих властивостей до поверхневої хімії. Дуплекс нержавіючі сталі з збалансованим аустенітичними-ферітичними мікроструктурами, що протипорошуються в багатих середовищах. Ущільнюючі матеріали еволюціонуються з простих нітрилових гумових до перфторопластом, які витримують агресивні засоби очищення і високопресорні пари.