Conţinut
- Calculul forței de tăiere a lamei
- Determinarea unei ecuații a forței de tăiere
- Forța de tăiere a foarfecelor
Când tranșați lucrurile, doriți să vă asigurați că cuțitul dvs. face tăierea. Folosirea cuțitelor pentru a tăia material ca metalul poate fi dificilă dacă nu știți cât de puternic trebuie să fie cuțitul. Puteți utiliza ecuația forței de tăiere pentru a descoperi cât de multe lame folosesc atunci când fabricați materiale precum folie sau metal în timp ce aflați despre fizica care stă la baza tăierii. Acest lucru vă poate oferi o idee despre forța necesară pentru a tăia un fir sau alt material.
Calculul forței de tăiere a lamei
Procesul de forfecare care produce metale utilizate de fabricile implică o forță de tăiere a tablelor care asigură tăierea metalelor în mod corespunzător. Procesul se numește blanking, în care o mașină cunoscută sub numele de matriță exercită o forță de tăiere, pe care inginerii o numesc „pumn”, pe materialul plăcii care urmează să fie fabricat.
Cuvântul „matriță” poate fi folosit și pentru a face referire la partea din mașină care primește pumnul propriu-zis sau placa formei care urmează să fie perforată. În timpul golirii, puteți calcula forța de tăiere a acestui pumn folosind ecuația F = l × T × s pentru forța de tăiere F, lungimea foii de tăiat L în milimetri, grosimea foii T în milimetri și rezistență la forfecare s în N / mm2. Puteți găsi un tabel cu valorile rezistenței la forfecare pentru diverse materiale precum arama sau cupru pe site-ul Austek Design aici.
Inginerii folosesc adesea rezistența la forfecare ca procent din rezistența la tracțiune a materialelor, rezistența unui material la fracturare atunci când este sub presiune. Rezistența la forfecare, deoarece 80% din rezistența la tracțiune este bună pentru utilizarea generală a ecuației forței de tăiere pentru a funcționa, dar aluminiul este adesea utilizat cu 50 la sută, oțel laminat la rece cu 80% și oțel inoxidabil, 90%. În timpul golirii, materialul perforat prin foaia de metal se numește "gol".
Determinarea unei ecuații a forței de tăiere
Examinarea forței de tăiere pentru aceste materiale poate permite oamenilor de știință și inginerilor să vină cu ecuații mai detaliate și complicate pentru a determina rezistența la tăiere în diferite condiții și în diferite contra. Forța de tăiere a unei lame ar depinde de unghiul dintre lamă și suprafață, forța de frecare dintre lamă și mașină și forța de recuperare elastică, materialul mașinii în sine exercită ca răspuns la îndoirea și deformarea.
Înțelegerea acestei forțe pe lângă modul în care materialul formează un „cip” pe care materialul îl separă de semifabricatul vă poate oferi o idee mai bună despre aceste ecuații mai complicate. Acest lucru depinde de modul în care dinții lamei interacționează cu alimentarea materialului învelitor.
Aceste forțe se supun lui Newtons a treia lege a mișcării: Fiecare acțiune are o reacție egală și opusă. Forțele de recuperare elastică și formare de cipuri sunt ambele reacții ale utilajului de acoperire la o lamă care lovește suprafața. Forța de forfecare echilibrează forțele de formare a cipurilor, iar elastic-recul este ca răspuns la presiunea forței de blocare. Studiind aceste forțe, inginerii pot fabrica folie, metal, hârtie, ile, film plastic și sârmă prin forța de tăiere a mașinilor lor.
Forța de tăiere a foarfecelor
Nu aveți nevoie de o mașină de spălat în sufrageria dvs. pentru a studia forța de tăiere. Foarfecele, făcute dintr-o lamă, un fulger și un mâner, exercită o forță de tăiere la fel cum ar face o pârghie. Fulcrum, în care sunt unite cele două mâini ale foarfecelor, vă permite să distribuiți greutatea prin mânerele care vă permit să tăiați materiale precum hârtia sau sârmă. Când tensiunea la forfecare este mai mare decât rezistența la forfecare a materialelor, foarfecele se taie.
Dar chiar și forța simplă de tăiere a foarfecelor poate prezenta potențialul descoperirii științifice. Inginerii biomedicali produc modele de forțe pe care foarfeca le exercită la tăierea materialelor biologice pentru a fi utilizate în simularea chirurgicală. Aceste modele descriu mecanica de contact și fractură atunci când foarfecele sunt tăiate pentru a studia deformarea și fractura foarfecelor. Acestea pot testa apoi aceste modele în setări experimentale prin tăierea hârtiei, plasticului, pânzei și a altor materiale.