Tartalom
A dolgok átvágásakor ellenőriznie kell, hogy a kés elvágja-e a vágást. Kések használata az olyan anyagok átvágására, mint a fém, nehéz lehet, ha nem tudja, milyen erőteljesnek kell lennie a késében. A vágóerő egyenlet segítségével kiszámolhatja, mennyi pengét használ fel olyan anyagok gyártásakor, mint a fólia vagy fém, miközben megismerik a vágás alapjául szolgáló fizikát. Ez képet adhat egy huzal vagy más anyag vágásához szükséges erőről.
Kés vágóerő kiszámítása
A fémek előállításához használt nyírási folyamat, amelyet a gyártóüzem használ, lemezes vágóerővel jár, amely biztosítja a fémek megfelelő vágását. A folyamatot lefagyásnak nevezzük, amelynek során egy szerszámként ismert gép vágási erőt gyakorol, amelyet a mérnökök "lyukasztónak" hívnak a gyártandó lemez anyagán.
A "die" szó arra is felhasználható, hogy a gép azon részére utaljon, amelyik a tényleges lyukasztót kapja, vagy a kivágásra kerülő alakú lapot. A vakolás alatt az egyenlet segítségével kiszámíthatja ennek a lyukasztásnak a vágóerejét F = l × t × s a vágóerőre F, a vágandó lap hossza l milliméterben, lemezvastagság t milliméterben és nyírószilárdságban s N / mm-ben2. Az Austek Design weboldalon található a különféle anyagok, például sárgaréz vagy réz nyírószilárdsági táblázata.
A mérnökök gyakran használják a nyírószilárdságot az anyag szakítószilárdságának százalékában, az anyag törésállóságában nyomás alatt. A szakítószilárdság 80% -ának megfelelő nyírószilárdság jó a vágóerő-egyenlet általános működéséhez, de az alumíniumot gyakran 50% -kal, hidegen hengerelt acélt 80% -kal és a rozsdamentes acélt 90% -kal használják. A lefékezés során a fémlemezen átlyukasztott anyagot "üresnek" nevezzük.
A vágóerő egyenlet meghatározása
Ezen anyagok vágóerejének vizsgálata lehetővé teszi a tudósoknak és a mérnököknek, hogy részletesebb és bonyolultabb egyenleteket dolgozzanak ki a vágási szilárdság meghatározására különböző körülmények között és különböző hátrányokkal. A penge vágóereje a penge és a felület közötti szögtől, a penge és a gép közötti súrlódási erőtől és a gép anyagának rugalmas visszatérő erőétől függ, amelyet hajlításra és deformációra gyakorol.
Ha megismerjük ezt az erőt azzal, hogy az anyag miként képez egy „forgácsot”, amelyet az anyag elválaszt az alapról, akkor jobb képet kaphat ezekről a bonyolultabb egyenletekről. Ez attól függ, hogy a penge fogai hogyan hatnak egymásra a kitömő anyag betáplálásával.
Ezek az erők betartják Newton mozgás törvényét: Minden fellépés egyenlő és ellentétes reakcióval rendelkezik. Az elasztikus visszatérő és a forgácsképző erők egyaránt a takarógép reakciója a felületre ütköző pengével. A nyíróerő kiegyensúlyozza a forgácsképző erőket, az elasztikus visszatekerés pedig a reteszelő erő nyomására reagál. Ezeket az erőket tanulmányozva a mérnökök fólia, fém, papír, ile, műanyag fólia és huzal gyártására képesek gépeik forgácsoló ereje révén.
Olló vágóerő
A vágóerő tanulmányozásához nincs szüksége egy takarógépre a nappali szobájában. A pengéből, a hüvelyből és a fogantyúból készült olló vágóerőt gyakorol ugyanúgy, mint egy kar. A beépítési pont, amelyben az olló két kezét összekapcsolja, lehetővé teszi a súly elosztását a fogantyúkon keresztül, így vágva anyagokat, például papírt vagy huzalt. Ha a nyírófeszültség nagyobb, mint az anyag nyírószilárdsága, akkor az olló vág.
De még az olló egyszerű vágóereje is bemutathatja a tudományos felfedezés lehetőségét. Az orvosbiológiai mérnökök olyan erőmodelleket állítanak elő, amelyeket az olló gyakorol, ha biológiai anyagokat vágnak a műtéti szimulációhoz. Ezek a modellek leírják az érintkezési és törésmechanikát, amikor ollóval vágják az olló deformációjának és törésének vizsgálatát. Ezután ezeket a modelleket kísérleti körülmények között tesztelhetik papír, műanyag, szövet és más anyagok vágásával.