Sisu
Asjade viilutamisel soovite veenduda, et teie nuga teeb lõike. Noa kasutamine metalli, näiteks metalli lõikamiseks võib olla keeruline, kui te ei tea, kui tugev teie nuga peab olema. Lõikamisjõu võrrandi abil saate teada, kui palju lõiketerasid kulub materjalide, näiteks fooliumi või metalli tootmisel, samal ajal õppides tundma lõikamisega seotud füüsikat. See võib anda teile ülevaate juhtme või muu materjali lõikamiseks vajalikust jõust.
Tera lõikamisjõu arvutamine
Tootmisettevõtetes kasutatavate metallide tootmiseks kasutatav lõikamisprotsess hõlmab lehtmetalli lõikamisjõudu, mis tagab metallide õige lõikamise. Protsessiks nimetatakse tühjendamist, milles stantsiks tuntud masin avaldab valmistatavale plaadimaterjalile lõikejõu, mida insenerid nimetavad "mulgustamiseks".
Sõna "surra" võib kasutada ka masina osa tähistamiseks, mis võtab vastu tegeliku mulguse või väljapressitava kujuga plaadi. Blankeerimise ajal saate selle stantsi lõikejõu arvutada võrrandi abil F = l × t × s lõikamisjõu jaoks F, lõigatava lehe pikkus l millimeetrites, lehe paksus t millimeetrites ja nihketugevus s N / mm2. Erinevate materjalide, näiteks messingist või vasest, nihketugevuse väärtuste tabeli leiate Austeki disaini veebisaidilt siit.
Insenerid kasutavad nihketugevust protsentides materjali tõmbetugevusest, materjali vastupidavust murdumisele rõhu all. Nihketugevus kui 80 protsenti tõmbetugevusest on lõikejoone võrrandi üldiseks kasutamiseks tööks hea, kuid alumiiniumi kasutatakse sageli 50 protsendi, külmvaltsterase 80 protsendi ja roostevabast terasest 90 protsendi korral. Blankeerimise ajal nimetatakse läbi metalllehe mulgustatud materjali "toorikuks".
Lõikejõu võrrandi määramine
Nende materjalide lõikejõu uurimine võimaldab teadlastel ja inseneridel välja töötada üksikasjalikumad ja keerulisemad võrrandid, et määrata lõiketugevus erinevates tingimustes ja erinevatel miinustel. Tera lõikejõud sõltub tera ja pinna vahelisest nurgast, lõiketera ja masina vahelisest hõõrdejõust ning elastsest tagasilöögimisjõust, mida masina materjal ise avaldab, paindudes ja deformeerides.
Selle jõu mõistmine koos sellega, kuidas materjal moodustab "kiibi", mille materjal eraldab toorikust, annab teile nendest keerukamatest võrranditest parema ülevaate. See sõltub sellest, kuidas lõiketera hambad mõjutavad täitematerjali enda toidet.
Need jõud alluvad Newtoni liikumisseadusele: igal toimingul on võrdne ja vastupidine reaktsioon. Nii elastsed tagasitõmbamise kui ka kiibi moodustumise jõud on mõlemad tühjendusmasina reageeringud pinnale lööva teraga. Nihkejõud tasakaalustab laastu moodustumise jõud ja elastse tagasipööramise vastus on tühjendusjõu rõhule. Neid jõude õppides saavad insenerid masinate lõikejõu abil toota fooliumi, metalli, paberit, iile, plastkilet ja traati.
Kääride lõikejõud
Lõikamisjõu uurimiseks ei pea te elutoas tühjendusmasinat. Terast, toetuspunktist ja käepidemest valmistatud käärid avaldavad lõikejõudu samamoodi nagu hoob. Toetuspunkt, kus kääride kaks kätt on ühendatud, võimaldab teil jaotada kaalu käepidemete kaudu, võimaldades teil lõigata selliseid materjale nagu paber või traat. Kui nihkepinge on suurem kui materjalide nihketugevus, lõikavad käärid.
Kuid isegi kääride lihtne lõikamisjõud võib pakkuda teadusliku avastuse potentsiaali. Biomeditsiiniinsenerid toodavad jõudude mudeleid, mida käärid avaldavad bioloogiliste materjalide lõikamisel kirurgiliseks simulatsiooniks. Need mudelid kirjeldavad kontaktide ja luumurdude mehaanikat kääride lõikamisel kääride deformatsiooni ja murru uurimiseks. Seejärel saavad nad neid mudeleid katsetes katsetada, lõigates paberit, plastikut, riiet ja muid materjale.