Contenido
- Cálculo de la fuerza de corte de la cuchilla
- Determinación de una ecuación de fuerza de corte
- Fuerza de corte de tijeras
Al cortar cosas, debes asegurarte de que tu cuchillo haga el corte. Usar cuchillos para cortar material como el metal puede ser difícil si no sabes qué tan fuerte debe ser tu cuchillo. Puede usar la ecuación de la fuerza de corte para calcular cuánto utilizan las cuchillas al fabricar materiales como papel de aluminio o metal mientras aprende sobre la física subyacente involucrada en el corte. Esto puede darle una idea de la fuerza requerida para cortar un cable u otro material.
Cálculo de la fuerza de corte de la cuchilla
El proceso de corte que produce metales que usan las plantas de fabricación implica una fuerza de corte de chapa que garantiza que los metales se corten correctamente. El proceso se llama supresión, en el que una máquina conocida como matriz ejerce una fuerza de corte, que los ingenieros llaman un "punzón", sobre el material de la placa que se fabricará.
La palabra "morir" también se puede usar para referirse a la parte de la máquina que recibe el punzón real o la placa de la forma que se va a perforar. Durante la supresión, puede calcular la fuerza de corte de este punzón utilizando la ecuación F = l × t × s para la fuerza de corte F, longitud de la hoja a cortar l en milímetros, espesor de chapa t en milímetros y resistencia al corte s en N / mm2. Puede encontrar una tabla de valores de resistencia al corte para diversos materiales como el latón o el cobre en el sitio web de Austek Design aquí.
Los ingenieros a menudo usan la resistencia al corte como porcentaje de la resistencia a la tracción de un material, la resistencia de un material a fracturarse bajo presión. La resistencia al corte como el 80 por ciento de la resistencia a la tracción es buena para el uso general de la ecuación de fuerza de corte para trabajar, pero el aluminio a menudo se usa con un 50 por ciento, el acero laminado en frío con un 80 por ciento y el acero inoxidable, un 90 por ciento. Durante la supresión, el material perforado a través de la lámina de metal se denomina "blanco".
Determinación de una ecuación de fuerza de corte
Examinar la fuerza de corte para estos materiales puede permitir que los científicos e ingenieros presenten ecuaciones más detalladas y complicadas para determinar la resistencia de corte en diferentes condiciones y en diferentes contras. La fuerza de corte de una cuchilla dependería del ángulo entre la cuchilla y la superficie, la fuerza de fricción entre la cuchilla y la máquina y la fuerza de retroceso elástico que el material de la máquina ejerce en respuesta a la flexión y deformación.
Comprender esta fuerza junto con la forma en que el material forma un "chip" que el material separa del blanco puede darle una mejor idea de estas ecuaciones más complicadas. Esto depende de cómo los dientes de la cuchilla interactúan con la alimentación del material de blanqueo en sí.
Estas fuerzas obedecen a la tercera ley de movimiento de Newton: cada acción tiene una reacción igual y opuesta. Las fuerzas de retroceso elástico y de formación de virutas son ambas reacciones de la maquinaria de supresión a una cuchilla que golpea la superficie. La fuerza de corte equilibra las fuerzas de formación de viruta, y el retroceso elástico es en respuesta a la presión de la fuerza de supresión. Al estudiar estas fuerzas, los ingenieros pueden fabricar papel de aluminio, metal, papel, película plástica y alambre a través de la fuerza de corte de sus máquinas.
Fuerza de corte de tijeras
No necesita una máquina de corte en su sala de estar para estudiar la fuerza de corte. Las tijeras, hechas de una cuchilla, punto de apoyo y un mango, ejercen una fuerza de corte de la misma manera que lo haría una palanca. El punto de apoyo, donde se unen las dos manos de las tijeras, le permite distribuir el peso a través de los mangos, lo que le permite cortar materiales como papel o alambre. Cuando el esfuerzo cortante es mayor que la resistencia al corte de los materiales, las tijeras cortan.
Pero incluso la simple fuerza de corte de las tijeras puede presentar el potencial para el descubrimiento científico. Los ingenieros biomédicos producen modelos de fuerzas que las tijeras ejercen al cortar materiales biológicos para su uso en simulación quirúrgica. Estos modelos describen la mecánica de contacto y fractura cuando se cortan las tijeras para estudiar la deformación y fractura de las tijeras. Luego pueden probar estos modelos en entornos experimentales cortando papel, plástico, tela y otros materiales.