K-係数

ベンディングに関する素材の変形プロパティは、板金を折り曲げた時に変形しない内側のサーフェスが板金部品に存在するという前提に基づいています。さまざまな内側サーフェスの中から、ベンドの一辺から等距離のものを1つ選択します。個々のベンドではサーフェスはローカルですが、簡単な部品等の場合には、図に示すように、部品全体に影響を与えることがあります。このサーフェスはベンディングの際に伸縮しないと仮定します。

T: 板金部品の厚み

R: ベンドの内半径

K-係数 (k) とは、素材の厚みに対するニュートラルなサーフェスの位置の比率を言います。つまり、ニュートラルなサーフェスはベンドの内側サーフェスからkTの距離にあります。ニュートラルなサーフェスのベンド半径はR + kTになります。K-係数は、ニュートラルなサーフェスの位置を求める簡単な幾何学計算です。形成応力やその他の不明（エラー）ファクターについては考慮していません。K-係数は、素材の種類やベンディングの種類、ツール等、さまざまなファクターによって異なりますが、通常は0.3～0.5です。デフォルトでは、素材の厚み（T）と等しいベンド半径のK-係数は0.27324です。

板金部品を展開させた状態では、フランジ (L1とL2) は伸縮しません。ベンド部分はBA （ベンド許容差） と表記されます。BAは展開したニュートラルなサーフェスの長さと同じです。

BA = ベンド角 * (R + kT)

実際には、K-係数やBAの正確な測定は困難です。以下の数式で接線のベンド展開長補正（BD）を算出できます。

BD = B1 + B2 - 展開長 = B1 + B2 - (L1 + L2 + BA)

簡単な事例の場合は、ブラウザでK-係数を上書きできます。精度を最大限高めるため、接線のベンド展開長補正を含むベンド表を利用できる必要があります。板金部品ごとに、それぞれK-係数を指定するか、デフォルト値を使用することができます。

板金部品のK-係数を変更する

板金部品のK-係数を変更するには、メカニカルブラウザでルートノードを選択し、K-係数欄に数値を入力します。板金部品の内側にはニュートラルなサーフェスがあるので、数値は [0, 1] の範囲内でなければなりません。BricsCADでは、K-係数は、素材の厚みに等しいベンド半径を前提に定義されます (R/T = 1)。このため、任意のベンド半径のK-係数を算出するため、工業用板金アプリケーションで有効であることが実証されている特殊な補間技術が採用されています。下図は、その補間方法を示しています。ここでは、R/T < 1 の場合に直線補間は 0 ～ 0.27324 で行われ、1 < R/T < 4 の場合にはK-係数の直線補間が 0.27324 ～ 0.5 で行われます。また、R/T > 4 ならば、K-係数は0.5で一定です。物理的には、ベンド半径が素材の厚みよりも相当大きい場合には(最低4倍以上)、素材の伸縮は無視しても構いません。

ブラウザで制御できるK-係数のパラメータはR/Tに関するものです。つまり、パラメータを0.6に設定した場合、補間法に従い以下の結果が導き出されます。

ブラウザの変動K-係数

T = 2, R = 2, B1 = 100, B2 = 100

K=0 とした場合、L1=L2=96、展開長 = 96 となり、従ってBAは 3.14 となります。

この数値は数式と一致します。すなわち、半径の平角はおよそ 1.57 (PI/2) となり、デフォルトのK-係数 （0.27324）では展開長は 196 となります。

または、L1=L2=96 (フランジを変形しない)、寸法計算 (196 - 2*96) から BA = 4、またはベンド許容差の式から BA = ベンド角 * (R + kT) = 1.57 * (2 + 2*0.27324) = 4

最終的に、K-係数を最大にすると展開長は 198.28 になります。この例では、ベンドの外側の辺からニュートラルなサーフェスが得られているため、この値がここでの最大値となります。

kに関するベンド展開長補正(BD) = 0.27324:

BD = B1 + B2 - 展開長 = 100 + 100 - 196 = 4