Vsebina
Ko sekate stvari, se želite prepričati, da bo vaš nož naredil rez. Uporaba nožev za rezanje materiala, kot je kovina, je lahko težavna, če ne veste, kako močan mora biti vaš nož. Z enačbo sile rezanja lahko ugotovite, koliko rezil uporabljate pri izdelavi materialov, kot so folija ali kovina, medtem ko se seznanite z osnovno fiziko, ki sodeluje pri rezanju. Tako lahko dobite predstavo o sili, ki je potrebna za rezanje žice ali drugega materiala.
Izračun sile rezilne rezila
Postopek striženja, ki proizvaja kovine, ki jih uporabljajo proizvodni obrati, vključuje rezalno silo pločevine, ki zagotavlja pravilno rezanje kovin. Postopek se imenuje stiskanje, pri katerem stroj, znan kot matrica, izvaja rezilno silo, ki jo inženirji imenujejo "udarec" na materialu plošče, ki ga je treba izdelati.
Beseda "umreti" se lahko uporablja tudi za del stroja, ki prejme dejanski udarec ali ploščo oblike, ki jo je treba izluščiti. Med praznjenjem lahko izračunate rezalno silo tega prebijanja z enačbo F = l × t × s za rezalno silo F, dolžina lista, ki ga je treba rezati l v milimetrih, debelina pločevine t v milimetrih in strižni trdnosti s v N / mm2. Tabelo vrednosti strižne trdnosti za različne materiale, kot sta medenina ali baker, najdete na spletni strani Austek Design tukaj.
Inženirji pogosto uporabljajo strižno trdnost kot odstotek natezne trdnosti materialov, odpornost materiala na zlom, kadar je pod pritiskom. Strižna trdnost kot 80 odstotkov natezne trdnosti je dobra za splošno uporabo enačbe rezalne sile pri delu, vendar se aluminij pogosto uporablja s 50 odstotki, hladno valjano jeklo z 80 odstotki in nerjavno jeklo 90 odstotkov. Med blanširanjem se material, ki se prebije skozi kovinsko pločevino, imenuje "prazno".
Določitev enačbe sile rezalne sile
Preučitev rezalne sile teh materialov lahko znanstvenikom in inženirjem omogoči izdelavo podrobnejših in zapletenih enačb za določitev rezalne trdnosti v različnih pogojih in v različnih prostih časih. Rezalna sila rezila bi bila odvisna od kota med rezilom in površino, sile trenja med rezilom in strojem ter sile elastičnega odvajanja, ki jo sam material stroja izvaja kot upogib in deformacija.
Če razumete to silo poleg tega, kako material tvori "čip", ki ga material loči od praznega, lahko dobite boljšo predstavo o teh bolj zapletenih enačbah. To je odvisno od interakcije zob rezila s samim dovajanjem materiala, ki ga obarva.
Te sile upoštevajo newtonov tretji zakon gibanja: Vsaka akcija ima enak in nasproten odziv. Sile elastičnega odvajanja in oblikovanja odrezkov sta reakcija strojev za odstranjevanje na rezilo, ki udarja po površini. S strižno silo se uravnotežijo sile tvorbe čipov, elastični odmik pa je odziv na tlak izravnalne sile. Inženirji lahko s pomočjo rezalne sile svojih strojev izdelajo folijo, kovino, papir, ile, plastično folijo in žico.
Rezalna sila škarj
Za preučevanje rezalne sile ne potrebujete strojčka v svoji dnevni sobi. Škarje, narejene iz rezila, ogrodja in ročaja, izvajajo rezalno silo na enak način kot bi vzvod. Težišče, kjer sta obe roki škarjastega stekla, vam omogoča, da razporedite težo skozi ročaje, kar vam omogoča rezanje materialov, kot sta papir ali žica. Ko so strižne napetosti večje od strižne trdnosti materialov, se škarje razrežejo.
Toda tudi preprosta rezalna sila škarj lahko predstavlja potencial za znanstveno odkrivanje. Biomedicinski inženirji izdelujejo modele sil, ki jih škarje izvajajo pri rezanju bioloških materialov za uporabo v kirurški simulaciji. Ti modeli opisujejo mehaniko stika in loma, ko škarje razrežemo, da preučimo deformacijo in zlom škarje. Nato lahko te modele preizkusijo v eksperimentalnih nastavitvah z rezanjem papirja, plastike, krpe in drugih materialov.