METODE CANTITATIVE DE SELECTIE

METODE CANTITATIVE DE SELECTIE

1 Clasificarea cerintelor de performanta ale materialelor

Problemele expuse in capitolul anterior au demonstrat interdependenta dintre proiectare, proprietatile materialului si tehnologia de fabricatie. O data specificate cerintele de performanta ale diferitelor piese, se pot stabili cerintele de proprietati ale materialelor. Aceste cerinte pot fi cantitative sau calitative, esentiale sau de dorit. De exemplu, functia unui bolt intr-un motor cu ardere interna este de a lega pistonul cu arborele cotit. Cerintele de performanta vizeaza ca acesta sa transmita eficient puterea, fara aparitia unei avarii pe intreaga durata de viata a motorului. Proprietatile esentiale ale materialului sunt rezistenta la tractiune si la oboseala, in timp ce proprietatile dezirabile care ar trebui maximizate sunt procesabilitatea, greutatea, fiabilitatea si durabilitatea in exploatare. Toate aceste proprietati trebuie atinse la un pret de cost rezonabil.

Cerintele de performanta ale materialelor pot fi impartite in 5 categorii largi: cerinte functionale, cerinte de procesabilitate, cost, fiabilitate si durabilitate.

a)     Cerintele functionale. Acestea sunt legate direct de caracteristicile cerute pieselor componente ale produsului. De exemplu, daca o piesa suporta o sarcina de tractiune monoaxiala, limita de curgere a unui material candidat poate exprima capacitatea produsului de a prelua aceasta sarcina. Totusi unele caracteristici ale pieselor sau ale produsului nu au corespondente simple cu proprietatile masurabile ale materialelor, cum este cazul rezistentei la soc termic, rezistentei la uzare, fiabilitatii, etc. In aceste conditii, procesul de evaluare poate deveni complex si se poate baza pe teste de simulare a conditiilor de exploatare sau pe proprietatile mecanice, fizice sau chimice inrudite in cea mai mare masura cu caracteristica respectiva. De exemplu, rezistenta la soc termic poate fi corelata cu coeficientul de dilatatie termica, modulul de elasticitate, tenacitatea si rezistenta la tractiune.

b)     Cerintele de procesabilitate. Ele se refera la capacitatea materialului de a putea fi prelucrat prin turnare, sudare, aschiere si deformare plastica. Daca piesa considerata va fi durificata prin tratament termic, proprietatea tehnologica importanta va fi calibilitatea.

c)      Costul. El reprezinta un factor de control in evaluarea materialelor deoarece pentru multe aplicatii exista un cost limita al materialului candidat. Daca acesta este depasit, va trebui refacut proiectul pentru a se putea utiliza un material mai putin scump.

d)     Cerintele de fiabilitate. Fiabilitatea unui material se poate defini ca fiind probabilitatea cu care acesta va face fata functiei impuse pe durata de viata prevazuta fara aparitia unei avarii. Masurarea fiabilitatii este foarte dificila deoarece ea nu depinde numai de proprietatile inerente ale materialului, ci poate fi afectata in mare masura de istoria producerii si procesarii acestuia. In general, materialele noi si nestandardizate au tendinta de a avea o fiabilitate mai scazuta decat cea a materialelor standardizate.

e)      Cerintele de durabilitate. Mediul inconjurator in care va functiona o piesa sau un produs joaca un rol important in determinarea cerintelor de performanta ale unui material. Astfel, mediile corozive precum si temperaturile ridicate sau joase pot influenta negativ performantele celor mai multe materiale aflate in serviciu. Intotdeauna cand pentru o aplicatie data sunt implicate mai multe materiale, compatibilitatea dintre ele devine o problema de selectie. De exemplu, in mediile termice coeficientii de dilatatie termica ai tuturor materialelor selectate pentru acea aplicatie trebuie sa fie similari pentru a se evita aparitia unor tensiuni termice mari; in mediile umede, materialele care vor fi in contact electric trebuie selectate atent pentru a se evita coroziunea galvanica.

In momentul de fata au fost dezvoltate cateva metode cantitative de selectie a unui material. Trebuie insa subliniat ca nici una dintre acestea nu intentioneaza sa inlocuiasca judecata si experienta inginerului. Ele au rolul de a ajuta inginerul, pentru ca nici una dintre solutiile viabile sa nu fie neglijata, iar alegerea facuta  pentru o aplicatie data sa fie cea mai buna.

2 Metoda costului pe unitatea de proprietate

In cele mai simple cazuri de selectie a unui material, una dintre proprietatile cuprinse in matricea cerintelor este determinanta pentru functionarea produsului pe toata durata de utilizare. In asemenea cazuri, costul pe unitatea de proprietate poate fi utilizat ca un criteriu pentru selectia materialului optim. Considerandu-se cazul unei bare de lungime L, care trebuie sa suporte o forta de tractiune, F, aria sectiunii transversale, A, va fi data de relatia:

In care s reprezinta tensiunea de lucru a materialului si care este legata de limita de curgere printr-un coeficient de siguranta, c:

Costul C al barei se calculeaza cu relatia:

unde C_m este costul materialului pe unitatea de masa, iar r este densitatea materialului.

La compararea diferitelor materiale candidate, numai expresia , care reprezinta costul unitatii de rezistenta, se va lua in considerare, deoarece valorile lui F si L raman constante pentru toate materialele. Materialul care va avea cel mai scazut cost pe unitatea de rezistenta va fi cel optim pentru aplicatia respectiva.

Dupa cum s-a aratat anterior, cheltuielile legate de prelucrarile tehnologice precum si cele de montaj, intretinere si de reparatii pe toata durata de viata a produsului constituie alti factori semnificativi pentru evaluarea materialului optim. De aceea, in costul materialului C_m din relatia (3) ar trebui incluse costurile totale pe intreaga durata de exploatare. Tensiunea de lucru a materialului, s, a fost legata de limita de curgere atata timp cat sarcina aplicata a fost statica. Daca sarcina aplicata are un caracter alternant se va utiliza rezistenta la oboseala a materialului. De asemenea, pentru conditii de solicitare care dezvolta procese de fluaj se va folosi rezistenta la fluaj.

Daca un material este considerat ca inlocuitor al unui material existent, cele doua materiale 'a' si 'b' pot fi comparate pe baza costului relativ pe unitatea de rezistenta, C^'_r:

O valoare subunitara a lui C^'_r indica faptul ca materialul 'a' este preferabil materialului 'b'.

Ecuatii similare celor notate cu (3) si (4) pot fi folosite pentru compararea materialelor pe baza costului pe unitatea de rigiditate atunci cand conditiile de proiectare impun acest lucru. Evident ca in astfel de situatii tensiunea s va fi inlocuita cu modulul de elasticitate al materialului. De asemenea, ecuatiile de mai sus pot fi modificate pentru a fi posibila compararea diferitelor materiale aflate in alte sisteme de incarcare decat tractiunea monoaxiala. In tabelul 1 sunt date relatiile de calcul ale costului pe unitatea de proprietate pentru diferite conditii de incarcare, bazate fie pe limita de curgere, fie pe rigiditate.

Exemplu ilustrativ:

Se considera un element structural sub forma unei grinzi de sustinere cu sectiune rectangulara. Lungimea grinzii este de 1.000mm, latimea este de 100mm si nu exista restrictii asupra grosimii. Grinda este supusa unei sarcini concentrate de 20.000N, care actioneaza in zona de mijloc. Cerinta principala de proiectare este ca grinda sa nu sufere deformatii plastice ca rezultat al aplicarii sarcinii. Se cere sa se selecteze cel mai ieftin material pentru executia acestei grinzi.

Raspuns:

Materialele candidate pentru grinda considerata alaturi de caracteristicile lor de baza sunt prezentate in tabelul Pornind de la relatia de calcul potrivita din tabelul 1 se determina valorile costului pe unitatea de rezistenta care se trec in ultima coloana a tabelului Rezultatele obtinute arata ca cele doua oteluri selectate sunt la fel de potrivite, in timp ce aliajul neferos cu baza de aluminiu si compozitul cu fibre de sticla inglobate in rasina epoxidica sunt mult mai scumpe.

Acest raspuns este rezonabil atata timp cat otelurile sunt folosite pentru aplicatii care nu necesita caracteristici speciale ca de exemplu o greutate redusa sau o rezistenta mare la coroziune. Din punctul de vedere al masei specifice si al rezistentei specifice, datele din tabelul 2 arata ca materialul compozit este cel mai avantajos. De aceea, pentru alte aplicatii, ca de exemplu constructiile aerospatiale, merita sa platim costul suplimentar pentru realizarea unei structuri mai usoare.

3 Metoda proprietatilor ponderate

Aceasta metoda poate fi utilizata la optimizarea selectiei materialelor atunci cand trebuie luate in considerare mai multe proprietati. Fiecarei cerinte de material, sau proprietati ii este conferita o anumita pondere, dependenta de importanta ei. Valoarea proprietatilor ponderate se obtine prin multiplicarea valorii numerice a proprietatii cu factorul de pondere, a. Pentru fiecare material, se vor insuma valorile individuale ale proprietatilor ponderate si se va obtine asa-numitul index de performanta, g. Materialul cu indexul de performanta cel mai ridicat va fi considerat ca optim pentru aplicatia respectiva.

In forma ei simpla, metoda proprietatilor ponderate are dezavantajul ca trebuie combinate unitati de masura diferite, care vor putea duce la rezultate nerationale. Acest lucru este valabil indeosebi la combinarea valorilor numerice foarte diferite ale proprietatilor mecanice, fizice si chimice. Proprietatea cu valoarea numerica cea mai ridicata va avea o influenta mai mare decat cea conferita prin factorul ei de pondere. Acest dezavantaj este inlaturat prin introducerea factorilor de scalare.

Fiecare proprietate este astfel scalata incat valoarea sa numerica maxima sa nu depaseasca 100. Ori de cate ori se evalueaza o lista de materiale candidate, se va lua in considerare cate o singura proprietate de-o data. Cea mai buna valoare din lista se apreciaza ca fiind 100, iar celelalte vor fi scalate proportional. Introducerea factorului de scalare faciliteaza conversia valorilor normale ale fiecarei proprietati a materialului in valori scalate adimensionale.

Pentru o proprietate data, valoarea scalata, B, la un material candidat va fi:

Pentru proprietati cum ar fi costul, coroziunea sau pierderea prin uzare, cresterea in greutate prin oxidare, etc. ar fi de dorit valori cat mai scazute. In asemenea cazuri valoarea cea mai scazuta este apreciata ca fiind 100 si B este calculata astfel:

Aplicarea procedurii de mai sus este foarte simpla pentru proprietatile materialului care pot fi reprezentate prin valori numerice. Totusi, in cazul proprietatilor ca rezistenta la coroziune si la uzare, prelucrabilitatea prin aschiere, sudabilitatea, etc., valorile numerice sunt date foarte rar si aprecierea materialelor se face prin calificativele foarte bine, bine, satisfacator, slab, etc. In astfel de cazuri, calificativul se poate converti in valori numerice utilizand o scara arbitrara. De exemplu, calificativele rezistentei la coroziune: excelent, foarte bine, bine, satisfacator si slab, pot primi valorile numerice 5, 4, 3, 2 si respectiv 1.

Indexul de performanta al materialului va fi:

in care i este insumat din toate cele n proprietati relevante.

In cazurile in care numeroase proprietati ale materialului sunt specificate si importanta relativa a fiecareia dintre ele nu este clara, determinarea factorilor de pondere a poate fi in mare masura intuitiva, fapt care reduce gradul de incredere in activitatea de selectie. Aceasta problema poate fi rezolvata printr-o abordare sistemica a determinarii lui a folosind logica deciziei. Conform acesteia numarul total de decizii. l, este:

Prin impartirea numarului de decizii pozitive in cadrul fiecarei proprietati la numarul total de decizii se obtin factorii de pondere. Costul (material, prelucrari, etc.) poate fi considerat ca fiind una dintre proprietati si i se poate da un factor de pondere adecvat. Cu toate acestea, daca exista un numar mare de proprietati care trebuie luate in considerare, importanta costului poate fi subliniata prin considerarea separata a acestuia, ca un modificator al indicelui de performanta al materialului g. In cazurile in care materialul este utilizat ca umplutura, costul poate fi introdus pe baza unitatii de volum.

Cifra de merit, M, a materialului poate fi definita ca fiind:

unde C_t este costul total al materialului pe unitatea de masa (material, prelucrari, etc.) si r reprezinta densitatea.

Daca una din functiile importante ale materialului este de a suporta tensiuni, va fi mai adecvata utilizarea costului pe unitatea de rezistenta. Acest lucru se justifica prin faptul ca o rezistenta mai mare va permite utilizarea unei cantitati mai mici de material care sa suporte sarcina aplicata, iar costul unitatii de rezistenta poate fi mai reprezentativ pentru materialul selectat la executia piesei. In acest caz relatia (9) devine:

in care C se determina cu ajutorul relatiilor din tabelul 1 in functie de tipul de incarcare.

Acest argument poate ramane valabil si pentru alte cazuri in care materialul indeplineste o functie importanta cum ar fi conductivitatea electrica sau izolarea termica. In asemenea situatii, cantitatea de material si in consecinta costul, sunt afectate direct de valoarea proprietatii. Metoda proprietatilor ponderate poate fi utilizata si la inlocuirea unui material existent cu un material nou. Pentru aceasta se va calcula o cifra de merit relativ, M_r:

in care M_n si M_e reprezinta cifrele de merit pentru materialul nou respectiv existent. Daca M_r este mai mare decat unitatea, noul material este mai potrivit decat cel existent.

Exemplu ilustrativ:

Sa se stabileasca materialul optim pentru realizarea unui rezervor criogenic de mare capacitate utilizat la transportul azotului lichid.

Raspuns:

Una dintre cerintele rigide importante impuse materialelor criogenice este ca temperatura de tranzitie ductil-fragil sa fie cat mai coborata, in cazul de fata sub cea de utilizare (-196 C). In consecinta, pentru asemenea aplicatie sunt excluse toate otelurile carbon si slab aliate precum si celelalte materiale cu retea cristalina cubica cu volum centrat (C.V.C.). Materialele cu retea cristalina cubica cu fete centrate (C.F.C.) prezinta o suficienta rezistenta la rupere fragila in domeniul temperaturilor criogenice. De asemenea, multe termoplaste sunt excluse din aceleasi motive.

Procesabilitatea materialului este o alta cerinta rigida. Intrucat operatia de sudare are o mare importanta la realizarea rezervoarelor metalice, putem concluziona ca o buna sudabilitate constituie o cerinta rigida. Disponibilitatea materialului la grosimea de tabla ceruta si la celelalte dimensiuni constituie un alt factor de evaluare. Intr-o prima etapa, cerintele de performanta ale rezervorului de stocare vor trebui transformate in cerinte de material. Suplimentar, pentru a avea o tenacitate adecvata la temperatura de lucru, materialul va trebui sa fie suficient de rezistent si de rigid. Cu un material mai rezistent, se vor putea realiza pereti mai subtiri, deci un rezervor mai usor si cu pierderi mai mici datorate caldurii inmagazinate in materialul peretilor. De asemenea, peretii mai subtiri se pot suda mai usor. Intrucat rezervorul este folosit la transport, masa specifica mai redusa este de asemenea importanta. Caldura specifica mai mica va reduce pierderile termice datorate racirii, coeficientul redus de dilatatie micsoreaza tensiunile termice, iar conductivitatea termica scazuta va diminua pierderile de caldura. Costul materialului si al prelucrarii va fi utilizat la modificarea indexului de performanta dat de relatia (10).

Pentru determinarea factorilor de pondere se aplica metoda logicii decizionale. Avand sapte proprietati de evaluat, numarul total de decizii va fi . Deciziile luate sunt date in tabelul 3.

Factorul de pondere se calculeaza prin impartirea numarului deciziilor pozitive ale fiecarei proprietati la numarul total de decizii. In acest fel se obtin factorii de pondere din tabelul 4. Cea mai mare pondere o are tenacitatea urmata de masa specifica. Proprietatile de importanta mai mica sunt: modulul de elasticitate, conductivitatea termica si caldura specifica. Alte proprietati se afla intre aceste limite.

Proprietatile materialelor candidate sunt listate in tabelul 5. Limita de curgere si modulul de elasticitate corespund temperaturii ambiante.

Urmatorul pas consta in scalarea proprietatilor din acest tabel. Pentru aplicatia data sunt de dorit materiale cu proprietati mecanice ridicate si valorile cele mai mari ale tenacitatii, limitei de curgere si modulului de elasticitate sunt considerate 100, iar celelalte valori din tabelul 5 sunt luate proportional cu acestea. Pe de alta parte, pentru aceeasi aplicatie sunt de dorit materiale care au valori cat mai mici ale densitatii, coeficientului de dilatatie, conductivitatii termice si caldurii specifice. In consecinta, valorile cele mai scazute din tabel au fost considerate 100, iar celelalte au fost calculate cu relatia (6). Valorile scalate impreuna cu indexul de performanta stabilit cu relatia (7) sunt trecute in tabelul 6. Indexul de performanta arata capabilitatea tehnica a materialului, deci nu ia in considerare costul. In acest caz unul dintre otelurile inoxidabile constituie materialul optim. Aspectele legate de cost pot fi luate in considerare prin calcularea cifrei de merit, M. Intrucat functia principala a materialului rezervorului este de a suporta tensiuni, se va folosi relatia (10).

Conform tabelului 1 formula de calcul a costului pe unitatea de rezistenta la recipiente cu pereti subtiri este: .

Valorile costului relativ, costului pe unitatea de rezistenta, indexului de performanta, cifrei de merit M si ale pozitiei diferitelor materiale sunt prezentate in tabelul 7. Rezultatele obtinute arata ca otelul inoxidabil austenitic X15CrNi17.7 tratat termic prin calire pentru punere in solutie este materialul optim, urmat de duraluminul tratat prin calire si imbatranire.

In aceasta procedura, rezistenta si densitatea au fost luate in considerare de doua ori, o data la calculul indexului de performanta si a doua oara la calculul costului pe unitatea de rezistenta. Acest fapt constituie un avantaj deoarece o rezistenta mai mare si o densitate mai mica sunt avantajoase din punct de vedere tehnic si economic.

4 Metoda beneficiului progresiv

Aceasta metoda este recomandata pentru studiile de inlocuire a materialelor, respectiv atunci cand se introduc noi materiale cu proprietati imbunatatite sau noi tehnologii de fabricatie la un cost mai ridicat. In asemenea cazuri, analiza cost-beneficiu poate fi utilizata la evaluarea noului material sau a noului proces tehnologic. Prima etapa presupune calculul indexului de performanta al materialului g_n si compararea lui cu indexul de performanta al materialului folosit in prezent, g_b, care este considerat ca baza. Indexul de performanta relativ se calculeaza astfel:

Urmatoarea etapa consta in calculul costului relativ:

in care C_n si C_b reprezinta costurile totale ale materialului nou, respectiv cel de baza.

Daca este mai mare decat unitatea, noul material ofera valori mai bune si inlocuirea sa este benefica. Daca sunt disponibile mai multe materiale noi, ele se vor aranja in ordinea crescatoare a costului, n₁, n₂, n₃,etc. Compararea se va face intre materialul de baza si n₁. Daca n₁ este mai bun, compararea se va face in continuare intre n₁ si n Daca n₂ da valori mai bune, n₁ se respinge si compararea continua intre n₂ si n₃. Daca n₂ ramane mai bun, n₃ va fi respins si compararea se va face intre n₂ si urmatorul material. Procedura se repeta pana cand toate alternativele au fost comparate, iar materialul care a trecut de toate comparatiile va reprezenta solutia optima.

Pentru a ilustra utilizarea acestei metode se considera cazul rezervorului criogenic discutat in exemplul anterior. Rezultatele analizei arata ca otelul inoxidabil austenitic X15CrNi17.7 este materialul optim pentru executia rezervorului. Se presupune ca ulterior a fost introdus un material nou de tipul compozitelor ranforsate cu fibre; proprietatile ambelor materiale sunt centralizate in tabelul 8.

In continuare, se stabilesc proprietatile scalate si indexul de performanta (tabelul 9).

Urmand aceeasi procedura ca la paragraful 2 se va determina costul materialelor candidate pe unitatea de rezistenta (tabelul 10).

Indexul de performanta relativ va fi:

Cu ajutorul relatiei (13) se determina costul relativ:

Intrucat raportul este mai mic decat unitatea, materialul de baza ofera totusi o valoare mai buna decat noul material si deci nu este necesara inlocuirea sa. Daca noul material isi va largi sfera de aplicabilitate si va apare o scadere a costului sau la 4,5 ori costul otelului inoxidabil, atunci costul unitatii de rezistenta devine 0,60 in loc de 0,67. In acest caz, , devine 0,053, iar raportul devine mai mare decat unitatea si astfel noul material ofera o valoare mai buna.

5 Metoda proprietatilor limita

Aceasta metoda presupune divizarea cerintelor de proprietati in trei categorii: proprietati la limita inferioara, proprietati la limita superioara si proprietati cu valori tinta. De exemplu, daca se doreste un material cu o rezistenta specifica ridicata, proprietatea limita inferioara va fi rezistenta la rupere, iar cea limita superioara va fi masa specifica. Atunci cand compatibilitatea dintre doua materiale prezinta o mare importanta, va trebui specificata valoarea tinta a coeficientului de dilatatie termica sau pozitia ocupata in seria galvanica, pentru a putea fi controlate tensiunile termice respectiv coroziunea galvanica.

Specificarea unei anumite proprietati fie ca valoare limita superioara, fie ca valoare limita inferioara, depinde de aplicatia considerata. De exemplu, la selectia materialelor pentru realizarea cablurilor electrice, conductivitatea electrica va fi specificata ca valoare limita inferioara pentru conductor si ca valoare limita superioara pentru izolator.

Metoda proprietatilor limita este potrivita pentru selectia materialului optim in cazurile cand numarul de alternative posibile este relativ mare. Ca si la metoda proprietatilor ponderate, fiecarei cerinte sau proprietati i se asociaza un factor de pondere a care poate fi determinat cu ajutorul metodicii logicii decizionale. Pentru fiecare material se va calcula un parametru de merit, m, cu ajutorul relatiei:

in care:

l, u, t reprezinta proprietatile cu valori limita inferioara, superioara, respectiv tinta;

n_l , n_u , n_t - numarul de proprietati cu valori limita inferioara, respectiv superioara si tinta;

a_i a_j a_k - sunt factorii de pondere ai proprietatilor limita inferioara, superioara si tinta;

X_i , X_j , X_k - sunt valorile proprietatilor limita inferioara, superioara si tinta pentru materialele candidate;

Y_i , Y_j , Y_k - reprezinta valorile specificate pentru cele trei categorii de proprietati.

Ca si la metoda proprietatilor ponderate, costul poate fi luat in considerare in urmatoarele doua moduri:

a)     Costul se ia ca proprietate limita superioara; daca numarul de proprietati considerate este mare, importanta costului poate deveni ascunsa;

b)     Costul este inclus in modificarea parametrului de merit astfel:

in care: CY si CX reprezinta limita superioara a costului specificat si costul materialelor candidate.

In continuare, se exemplifica aceasta metoda in procesul de selectie a materialului izolator pentru un conductor electric flexibil de la un sistem de calcul electronic.

Temperatura de serviciu nu va depasi 75 C. Costul va prezenta importanta mare datorita cantitatii necesare de cablu pentru instalarea sistemului. Cerintele rigide sunt flexibilitatea sau ductilitatea materialului izolator si temperatura de operare. Cerintele de ductilitate elimina toate materialele izolatoare ceramice, iar temperatura de operare elimina multi dintre polimerii asemanatori polietilenei de joasa densitate.

Etapa urmatoare presupune analiza cerintelor de proiectare electrica si fizica. Acestea sunt:

a)     Rezistenta dielectrica (tensiunea de strapungere), legata de o pana de tensiune, este o proprietate limita inferioara. Din motive de economie de spatiu, rezistenta dielectrica trebuie sa fie mai mare de 10.000V/mm.

b)     Rezistenta izolatorului depinde atat de rezistivitatea materialului cat si de geometria izolatorului si este o proprietate limita inferioara. Valoarea minima acceptabila in acest caz este 10¹⁴W/cm.

c)      Factorul de disipare afecteaza puterea pierduta in material datorita curentului alternativ si este o proprietate limita superioara. Valoarea maxima acceptabila este de 0,0015 la 60Hz.

d)     Constanta dielectrica este o masura a energiei electrostatice stocata in material si afecteaza pierderile de putere. In acest caz, ea este o cerinta limita superioara si are o valoare maxima permisa de 3,5 la 60Hz.

e)      Coeficientul de dilatatie termica este o valoare tinta care asigura compatibilitatea dintre conductor si izolator la diferite temperaturi. Pentru un conductor din aluminiu, valoarea tinta a coeficientului de dilatatie este 2,3 C.

f)      Masa specifica este o proprietate limita superioara care asigura o greutate redusa. Aceasta proprietate nu va fi luata in considerare aici deoarece greutatea nu este critica.

In tabelul 11 sunt centralizate proprietatile unor materiale candidate. Intrucat numarul proprietatilor este relativ mic, costul va fi inclus ca proprietate de sine statatoare.

Cu ajutorul metodei logicii decizionale, numarul de decizii , si conform tabelului 12 au fost stabiliti factorii de pondere.

In etapa urmatoare se calculeaza parametrul de merit, m, utilizand relatia (14) pentru diferitele materiale candidate. Rezistenta dielectrica si rezistenta volumica sunt considerate proprietati limita inferioare, iar factorul de disipare, constanta dielectrica si costul sunt proprietati limita superioara; coeficientul de dilatatie termica este o valoare tinta. In calculul meritului relativ al diverselor materiale s-a utilizat valoarea logaritmului zecimal al rezistivitatii volumice. Intrucat costul a fost luat ca limita superioara, materialul cel mai scump din tabelul 11 a constituit baza de apreciere a limitei superioare.

Parametrul de merit relativ m si pozitia diferitelor materiale se arata in tabelul 13.

Rezultatele obtinute arata ca polipropilena si polifenilena oxidica au acelasi parametru de merit. De aceea, selectia finala intre aceste doua materiale va avea in vedere disponibilitatea, posibilitatea de colorare, etc.