Obsah
Kalkulačka smykové síly SHENCHONG pomáhá určit sílu potřebnou k řezání nebo smyku materiálu, která se obvykle používá v procesech, jako je řezání plechů, děrování nebo jiné smykové operace. Smyková síla kovového plechu je síla působící na kovový plech nožem smykového stroje, která způsobuje deformaci plechu ve směru smyku a nakonec jeho zlomení.
Vzorec pro výpočet smykové síly kovového plechu je založen především na smykové pevnosti materiálu, tloušťce plechu a délce řezu. Pochopení těchto principů je klíčové pro efektivní návrh procesu stříhání, zlepšení efektivity výroby a zajištění kvality zpracování.
1. Co je to smyková síla plechu?
Smyková síla je síla působící na povrch objektu rovnoběžně s povrchem, která se snaží způsobit relativní posuv nebo deformaci vnitřní struktury objektu. Stručně řečeno, smyková síla je síla, která způsobuje smykovou deformaci objektu.
Když na těleso působí smyková síla, uvnitř tělesa vzniká napětí, které odolává smykové deformaci, nazývané smykové napětí. Pokud smyková síla překročí smykovou pevnost materiálu, těleso se smykem nebo zlomí.
Střižná síla kovového plechu se vztahuje k síle působící na kovový plech nožem střihacího stroje nebo jinými nástroji při řezání kovových plechů. Tato síla působí na povrch kovového plechu a ve směru řezu, což způsobuje plastickou deformaci a lom kovového materiálu pod působením nože, čímž se dosáhne řezání.
2. Princip fungování smykové síly
Princip smykové síly na kovových deskách spočívá v síle působící na kovový plech stříhacím nástrojem (například čepelí stříhacího stroje), která působí na kovový plech během procesu stříhání, což způsobuje plastickou deformaci plechu a jeho následné zlomení a oddělení.
Tento proces způsobuje, že se kovová deska zlomí podél smykové linie v důsledku smykového napětí materiálu. Následuje podrobný úvod do principu smykové síly na kovových deskách.
1) Základní principy smykové síly
Když na kovovou desku působí smyková síla, způsobuje smykovou deformaci materiálu. Smyková deformace se týká relativního posuvu vrstev předmětu, nikoli roztahování nebo stlačování. Když smyková síla překročí smykovou pevnost kovového materiálu, materiál se zlomí ve směru smyku.
2) Proces smykové síly
Proces stříhání plechu lze rozdělit do následujících fází:
- Aplikace smykové síly
Ten/Ta/To střihací stroj na plechy Řezný nůž (například podávací nůž, matrice atd.) působí na kovový plech silou rovnoběžnou s povrchem plechu. Smyková síla působí na povrch plechu a je rovnoměrně rozložena v určité smykové oblasti.
- Vznik smykového napětí
Když se čepel dotkne kovové desky, působí na kovový povrch smyková síla přes kontaktní plochu a vytváří smykové napětí.
Vzorec pro výpočet smykového napětí
Smykové napětí se vztahuje k smykové síle na jednotku plochy a vzorec je:
τ= A/F
Kde:
τ: smykové napětí (jednotka: Pa)
F: smyková síla (jednotka: N)
A: smyková plocha (jednotka: m²)
- Plastická deformace materiálů
Kovy podléhají počáteční elastické deformaci (malé deformaci) pod působením smykové síly a pokud síla dále roste, materiál vstoupí do fáze plastické deformace.
Během fáze plastické deformace začnou molekulární řetězce materiálu prokluzovat, což vede k trvalé deformaci a v lokálních oblastech kovu dochází k plastickému toku.
- Lom materiálů
Když aplikovaná smyková síla překročí smykovou pevnost materiálu, kov se zlomí. K tomuto zlomu dochází ve směru smyku (tj. podél linie řezu čepele) a plech se rozřízne na dvě části.
- Zpracování po řezání
Po dokončení stříhání může mít okraj kovového plechu nepravidelné otřepy nebo deformace, které obvykle vyžadují sekundární zpracování.
3) Fyzikální mechanismy v procesu smyku
Proces smyku kovových desek lze rozdělit do tří fyzikálních mechanismů:
- Elastická fáze
Když je smyková síla velmi malá, kovová deska podléhá pouze malé elastické deformaci, síla je úměrná deformaci a materiál nepodléhá trvalé deformaci.
- Plastové pódium
S rostoucí smykovou silou kovová deska vstupuje do plastické fáze a vnitřní struktura materiálu začíná prokluzovat. V tomto okamžiku se mřížková struktura kovu deformuje a materiál vykazuje významné vlastnosti plastického toku.
- Stádium zlomeniny
Když smyková síla dosáhne nebo překročí smykovou pevnost materiálu, materiál se začne lámat. K lomu obvykle dochází podél smykové plochy (tj. oblasti, kde se čepel dotýká) a může být doprovázen otřepy nebo nepravidelnými hranami.
Princip působení smykové síly na kovové desky spočívá v tom, že smyková čepel působí na kovovou desku silou, což způsobuje deformaci desky ve směru smyku a její následné zlomení. Velikost smykové síly závisí na smykové pevnosti materiálu, tloušťce desky, délce smyku a dalších podmínkách zpracování. Pochopení těchto principů je klíčové pro efektivní návrh smykových procesů, zlepšení efektivity výroby a zajištění kvality zpracování.
2. Jak vypočítat smykovou sílu?
Pokročilé úvahy:
V některých případech může být smyková síla ovlivněna dalšími faktory, jako například:
– Příprava hrany: Správně připravená hrana může snížit řeznou sílu.
– Zpevnění materiálu: U některých kovů může materiál v blízkosti břitu podléhat zpevnění materiálu, což by mohlo zvýšit smykovou sílu.
– Tažnost: Tvárnější materiály (jako je hliník) mohou vyžadovat menší sílu ve srovnání s křehkými materiály (jako je litina), protože se snáze deformují ve smyku.
Krok 1: Určení smykové pevnosti (τs)
Smyková pevnost materiálu musí být známá nebo vyhledaná. Typické hodnoty pro materiály jsou:
– Měkká ocel: τs=250 MPa=(250 × 106Pa)
– Hliník: τs=140 MPa
– Nerezová ocel: τs=350 MPa
Krok 2: Změřte tloušťku (t) materiálu
Změřte tloušťku plechu nebo obrobku, který bude řezán.
Krok 3: Změření nebo definování délky řezu (L)
Toto je celková délka materiálu, který bude během stříhání řezán. Pokud řežete rovně napříč plechem, délka řezu je celková délka řezu.
Krok 4: Výpočet smykové síly
Nyní dosadíme hodnoty do vzorce.
3. Kalkulačka a vzorec pro smykovou sílu plechu
Kalkulačka smykové síly plechu je založena především na smykové pevnosti materiálu, tloušťce plechu a délce řezu. Následuje běžně používaný vzorec pro výpočet smykové síly plechu:
1) Kalkulačka smykové síly
Smykovou sílu F kovové desky lze vypočítat podle následujícího vzorce:
F=τs⋅t⋅L
Kde:
F: smyková síla (jednotka: Newton, N)
τs: pevnost materiálu ve smyku (jednotka: Pascal, Pa nebo N/m²). Jedná se o mez kluzu neboli mez pevnosti kovového materiálu ve smykovém stavu, obvykle uvedenou v materiálové příručce nebo experimentálními daty.
t: tloušťka kovového plechu (jednotka: metr, m)
L: střižná délka (jednotka: metr, m), tj. délka řezné linie, kde se čepel dotýká kovového plechu.
2) Příklad výpočtu smykové síly
Předpokládejme, že potřebujeme stříhat ocelový plech:
– Smyková pevnost: τs=250 MPa (tj. 250×106Pa)
– Tloušťka plechu: t=10 mm=0,01 m
– Délka smyku: L=1 m
Smyková síla se vypočítá takto:
F=250×106⋅0,01⋅1=2,5×106N=2500 kN
Požadovaná smyková síla je tedy 2500 kN.
3) Použitelné scénáře
Tento výpočetní vzorec je použitelný pro stříhání jedním nožem, to znamená, že čepel řeže v jednom směru desky a stříhaná plocha je obvykle lineární.
4. Praktická aplikace výpočtu smykové síly v kovu
V reálné výrobě je třeba kromě výše uvedeného základního vzorce zvážit i následující faktory:
Kvalita a design čepele:
Ostrá čepel vyžaduje menší smykovou sílu a úhel, ostrost a třecí vlastnosti čepele ovlivní velikost smykové síly.
Předúprava plošných materiálů:
Tepelné zpracování a žíhání materiálu může změnit jeho pevnost ve smyku.
Vícevrstvé stříhání:
Pokud se jedná o smyk více vrstev kovových desek, je třeba smykovou sílu každé vrstvy vypočítat samostatně a sečíst je.
Střižná rychlost a teplota:
Smyková pevnost kovu se při vysokých teplotách snižuje a obvykle je potřeba menší smyková síla.
5. Závěr
Kalkulačka smykové síly je nástroj používaný k výpočtu síly potřebné ke smyku nebo proříznutí materiálu. Běžně se používá v inženýrských aplikacích, jako je obrábění, řezání kovů nebo strukturální analýza. Výpočet obvykle závisí na vlastnostech materiálu, tloušťce a geometrii řezného nástroje.
Pochopení těchto principů je nezbytné pro efektivní návrh procesů stříhání, zlepšení efektivity výroby a zajištění kvality zpracování. Máte-li další konkrétní otázky nebo scénáře použití, ptejte se prosím i nadále!
Klikněte zde a dozvíte se více o stříhání kovů:
Czech 
English 
Spanish 
Portuguese 
German 
Arabic 
Italian 
Russian 
French 
Chinese 
Vietnamese 
Thai 
Polish 
Japanese