Sisältö
Kun leikkaat asioita, haluat varmistaa, että veitsesi leikkaa. Veitsien käyttäminen metallin, kuten metallin, leikkaamiseen voi olla vaikeaa, jos et tiedä kuinka vahvan veitsesi täytyy olla. Voit käyttää leikkausvoimayhtälöä selvittääksesi kuinka paljon terät käyttävät valmistaessaan materiaaleja, kuten kalvoa tai metallia, samalla kun opit leikkauksen taustalla olevaa fysiikkaa. Tämä voi antaa sinulle kuvan vaijerin tai muun materiaalin leikkaamiseen tarvittavasta voimasta.
Terän leikkausvoiman laskeminen
Leikkausprosessi, joka tuottaa metalleja, joita tuotantolaitokset käyttävät, käsittää ohutlevyn leikkausvoiman, joka varmistaa metallien leikkaamisen oikein. Prosessia kutsutaan tyhjennykseksi, jossa suulakena tunnettu kone kohdistaa leikkausvoiman, jota insinöörit kutsuvat "lävistimeksi" valmistettavalle levymateriaalille.
Sanaa "die" voidaan käyttää myös viittaamaan koneen osaan, joka vastaanottaa varsinaisen rei'ityksen tai rei'itettävän muodon levyn. Poistamisen aikana voit laskea tämän lävistimen leikkausvoiman yhtälöllä F = l × T × s leikkausvoimaan F, leikattavan arkin pituus l millimetreinä, levyn paksuus T millimetreinä ja leikkauslujuus s N / mm2. Löydät taulukon eri materiaalien, kuten messingin tai kuparin, leikkauslujuusarvoista Austek Design -sivustolta täältä.
Suunnittelijat käyttävät usein leikkauslujuutta prosentteina materiaalin vetolujuudesta, materiaalin murtolujuudesta paineen alaisena. Leikkauslujuus 80 prosenttina vetolujuudesta on hyvä leikkausvoimayhtälön yleiskäyttöön, mutta alumiinia käytetään usein 50 prosentilla, kylmävalssiterästä 80 prosentilla ja ruostumatonta terästä 90 prosentilla. Sulatuksen aikana metallilevyn läpi lävistettyä materiaalia kutsutaan "tyhjäksi".
Leikkausvoimayhtälön määrittäminen
Näiden materiaalien leikkausvoiman tutkiminen voi antaa tutkijoille ja insinööreille laatia yksityiskohtaisempia ja monimutkaisempia yhtälöitä leikkauslujuuden määrittämiseksi eri olosuhteissa ja eri haitoissa. Terän leikkausvoima riippuu terän ja pinnan välisestä kulmasta, terän ja koneen välisestä kitkavoimasta ja elastisesta takaisinvetovoimasta, jonka itse konemateriaali kohdistaa vasteena taivutukseen ja muodonmuutoksen muodostumiseen.
Tämän voiman ymmärtäminen yhdessä sen kanssa, kuinka materiaali muodostaa "sirun", jonka materiaali erottaa aihiosta, antaa sinulle paremman kuvan näistä monimutkaisemmista yhtälöistä. Tämä riippuu siitä, kuinka terän hampaat ovat vuorovaikutuksessa itse sulkevan materiaalin syöttön kanssa.
Nämä voimat noudattavat Newtonin liikettä koskevaa kolmatta lakia: Jokaisella toiminnalla on sama ja päinvastainen reaktio. Elastinen recoil ja lastunmuodostuksen voimat ovat molemmat tyhjennyskoneiden reaktiot pintaan istuvaan terään. Leikkausvoima tasapainottaa lastunmuodostuksen voimia, ja elastinen reko on vasteena tyhjennysvoiman paineelle. Tutkiessaan näitä voimia insinöörit voivat valmistaa kalvoa, metallia, paperia, ileä, muovikalvoa ja lankaa koneidensa leikkausvoiman kautta.
Saksien leikkausvoima
Et tarvitse leikkausvoiman tutkimiseksi olohuoneessasi tyhjennyskonetta. Terästä, tukiruudasta ja kahvasta tehdyt sakset käyttävät leikkausvoimaa samalla tavalla kuin vipu. Tukipiste, jossa saksien kaksi kättä yhdistetään, antaa sinun jakaa painoa kahvojen kautta, jolloin voit leikata materiaaleja, kuten paperia tai lankaa. Kun leikkausjännitys on suurempi kuin materiaalien leikkauslujuus, sakset leikkaavat.
Mutta jopa saksien yksinkertainen leikkausvoima voi tarjota mahdollisuuden tieteelliseen löytämiseen. Biolääketieteen insinöörit tuottavat malleja voimista, jotka sakset käyttävät leikkaamalla biologisia materiaaleja käytettäväksi kirurgisessa simulaatiossa. Nämä mallit kuvaavat kosketus- ja murtumimekaniikkaa, kun sakset leikataan saksien muodonmuutoksen ja murtuman tutkimiseksi. He voivat sitten testata näitä malleja kokeellisissa olosuhteissa leikkaamalla paperia, muovia, kangasta ja muita materiaaleja.