Съдържание
- Изчисляване на силата на рязане на острието
- Определяне на уравнение на сила на рязане
- Режеща сила на ножиците
Когато прерязвате неща, искате да сте сигурни, че ножът ви прави разрязването. Използването на ножове за рязане на материал като метал може да бъде трудно, ако не знаете колко силен е ножът ви. Можете да използвате уравнението на силата на рязане, за да разберете колко остриета се използват при производството на материали като фолио или метал, докато научите за основните физики, участващи в рязането. Това може да ви даде представа за силата, необходима за рязане на жица или друг материал.
Изчисляване на силата на рязане на острието
Процесът на срязване, при който се получават метали, които производствените предприятия използват, включва сила на рязане на ламарина, която гарантира правилното рязане на металите. Процесът се нарича заготовка, при която машина, известна като матрица, упражнява режеща сила, която инженерите наричат "удар" върху материала на плочата, който ще бъде произведен.
Думата "умира" може да се използва и за обозначаване на частта от машината, която получава действителния удар или плочата на формата, която трябва да бъде избита. По време на заготовката можете да изчислите силата на рязане на този удар с помощта на уравнението F = l × т × с за силата на рязане F, дължина на листа, който трябва да бъде отрязан л в милиметри, дебелина на листа т в милиметри и якост на срязване с в N / mm2, Можете да намерите таблица на стойностите на якост на срязване за различни материали като месинг или мед на уебсайта на Austek Design тук.
Инженерите често използват якостта на срязване като процент на якост на опън на материалите, устойчивостта на материал към счупване, когато е под налягане. Якостта на срязване като 80 процента от якостта на опън е добра за общо използване на уравнението на силата на рязане за работа, но алуминият често се използва с 50 процента, студена валцувана стомана с 80 процента и неръждаема стомана, 90 процента. По време на заготовката материалът, пробит през металния лист, се нарича „празен“.
Определяне на уравнение на сила на рязане
Изследването на силата на рязане за тези материали може да позволи на учените и инженерите да изградят по-подробни и сложни уравнения за определяне на якостта на рязане при различни условия и в различни минуси. Силата на рязане на острие би зависила от ъгъла между острието и повърхността, силата на триене между острието и машината и силата на еластично отдръпване, която самият материал на машината упражнява в отговор на огъване и деформиране.
Разбирането на тази сила заедно с това как материалът образува „чип“, който материалът отделя от празното, може да ви даде по-добра представа за тези по-сложни уравнения. Това зависи от това как зъбите на острието взаимодействат с подаването на самия материал.
Тези сили се подчиняват на третия закон за движението на Нютон: Всяко действие има равна и противоположна реакция. Силите на еластично отдръпване и образуване на стружки са реакции на машината за затваряне и острие, удрящо повърхността. Силата на срязване балансира силите на образуване на чипа, а еластичният отвод е в отговор на налягането на силата на затягане. Изучавайки тези сили, инженерите могат да произвеждат фолио, метал, хартия, лента, пластмасово фолио и тел чрез силата на рязане на своите машини.
Режеща сила на ножиците
Не се нуждаете от зарязваща машина в хола си, за да изучавате силата на рязане. Ножиците, направени от острие, опора и дръжка, упражняват сила на рязане по същия начин, както би направил лост. Основата, където двете ръце на ножицата са съединени, ви позволява да разпределяте тежест през дръжките, като ви позволява да режете материали като хартия или тел. Когато напрежението на срязване е по-голямо от якостта на срязване на материалите, ножиците се нарязват.
Но дори простата сила на рязане на ножица може да представи потенциала за научно откритие. Биомедицинските инженери произвеждат модели на сили, които ножиците упражняват при рязане на биологични материали за използване в хирургическа симулация. Тези модели описват механиката за контакт и счупване при нарязване на ножици за изследване на деформацията и счупването на ножиците. След това те могат да тестват тези модели в експериментални настройки чрез рязане на хартия, пластмаса, плат и други материали.