金の骨格を持つT-800は、応力下で変形しますか?


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以上でプログラマチャット我々は金の骨格が実現可能であるかどうかを議論していました。それは私に考えさせられました:

エンドスケルトンとして純金を使用してターミネーター(T-800)を構築する場合、スケルトンはターミネーターの重量を支えることができますか?もしそうなら、どんな種類の力がそれを応力下で変形させるでしょうか?ランニング、ウォーキング、ジャンプなどの通常の人間のタスクを処理できますか?映画でターミネーターが演じる強さの超人的な偉業はどうですか?

この計算のために、T-800の重量が人間のサイズよりも30%多いと仮定します。Googleによると、アーノルドのサイズはわずかであり、わずかに丸められていることに基づいて、その仮定は高さ2m、150kgです。

金の延べ棒積み重ねる」という質問は、柔らかい金属としての評判を考えると、金にはかなりの強度があることを示しています。しかし、その質問は圧縮強度について語っています。また、私はエンジニアではなく、スケルトンが受ける応力の種類と、それらが金の引張強度よりも大きいかどうかを計算できません。

最後に、同じまたは同様のモーターとサポートを想定します。情報はほとんどありませんが、明らかにこのマシンは人間に比べて大きな負荷をサポートでき、成長した男性を人形などの部屋に投げ入れることができます。 、電子機器などは、他の金属(スチール、チタン、銅)として残る可能性があります。


平均的な人間のサイズの骨の寸法を想定する必要がありますか(参照:robmech.co.za/proceed/…)?
マーク

楽しい質問-T-800のようなメカニズムが経験するさまざまなストレスを分析するのは興味深い-しかし、それでも:なぜ金?私たちの物理学に続いて、金よりもさらに密度は高いが展性を除くすべての尺度でより強い他の金属と比較して、その元素がかなりの量で存在する宇宙はありません。つまり、金はすべての質量測定のパフォーマンスにおいて比較的弱いです。その希少性と順応性のため、最も興味深いものです。
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これについては@feetwetと一緒です。なぜ金?
アルゴ

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チャットログを読みます(会議室がコンパイルと呼ばれていないことに驚いています。喜んで図面から離れました。)「Tibia gold」を販売するスパムメールから始まりました。
マーク

@Markが言ったことに加えて、金は興味深い金属です。それは電気の優れた導体であり、非常に光沢があり(私の結婚指輪さえ)、順応性があり、柔らかいが、誰かの頭に金のレンガを投げると本当に痛いでしょう。それが問題の核心です。金は、他の金属よりも密度が高く、柔らかいことが知られている金属物質ですが、人間が作られる有機物よりもはるかに硬いです。明らかに、スチール製のロボットが機能します。それらがあります(自動車工場を訪問してください)。明らかに、水銀ロボットは機能しません(水たまりになります)。金は…ゴルディロックスのようなものですか?ちょうどいい。

回答:


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次の表に、金、アルミニウム、チタン、鉄の4つの金属の材料特性の一部を示します。

Metal    Tensile      Shear    Bulk    Young's Brinell   Density
         Strength     Modulus  Modulus Modulus Hardness
           MPa         GPa      GPa     GPa      GPa      g/cm^3
Gold       120          27      180      79    188-216    19.300
Aluminium  125-300      26       76      70    160-550     2.700
Titanium   210          44      110     116    716-2770    4.506
Iron       150-430      82      170     211    200-1180    7.874 

表から、金はアルミニウムと同様の引張強度とせん断強度を持っていますが、そのかさ密度はアルミニウムの2倍以上であり、鉄のそれよりわずかに強いです。

金のヤング率はアルミニウムのヤング率に類似しているため、両方の金属の剛性レベルは類似しており、ブリネル硬度の数値から金は柔らかい金属です。

金で作られた内骨格はそれ自体を支えることができますが、アルミニウムと同様のせん断特性と引張特性を備えているため、破壊しようとする大きな外力に耐えることができません。

内骨格の主要な金属として金を使用することに関する他の問題は、内骨格を動かすことであり、他の身体部分は、金が鉄の2倍以上の密度であるため、多くのエネルギーと強力なモーターを必要とします。


モーターが大きいほど、スケルトンにかかる負荷が大きくなり、動的負荷が大きくなります。可能な限り、それは本当に悪いトレードオフになります...あなたの密輸金でない限り?
joojaa

これは、密度をせん断特性と引張特性に含めることができれば、さらに良い答えになります。たとえば、「残留引張強度」はアルミニウムのようなものではありません。すなわち、OPの重要な部分は、「構造金属/合金で作られたスケルトンと比較して、純金で作られたスケルトンはどれくらい強いか」と表現できます。そして、定量化するための重要なポイントは、金の密度が持つあらゆる強度が「使い果たされ」、その構造的強度がひどいことです。
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