Fator-K

Quando uma folha de metal é dobrada com uma prensa dobradeira, seu material é deformado, o que é o motivo da diferença no comprimento total de uma folha entre os estados: dobrado e desdobrado. O BricsCAD leva em consideração automaticamente essa deformação quando você desdobra uma peça de Sheet Metal. Duas abordagens são usadas para calcular esta correção: uma simplificada (Fator-K) e uma mais avançada (Tabela de Dobras).

As propriedades de deformação do material ao ser dobrado são baseadas na suposição de que há uma superfície interna para a peça de chapa metálica que não é deformada quando a folha é dobrada. A partir da variedade de superfícies internas, é selecionada uma superfície que é equidistante a partir de um lado da dobra. A superfície é local para cada dobra e, para casos simples pode ser propagada em toda a peça, como esta da imagem. Assumimos que esta superfície não é esticada durante a dobragem.

T: (thickness) espessura da peça de chapa metálica
R: raio interno da dobra

O Fator-K (k) é a relação entre a localização da superfície neutra e a espessura do material. Como resultado, a superfície neutra encontra-se a uma distância kT da superfície interna da curva. O raio de curvatura da superfície neutra é igual a R + kT. O Fator-K é um cálculo geométrico simples de localização da superfície neutra. A formação de estresse e outros fatores desconhecidos (erros) não é considerada. O Fator-K depende de muitos fatores, incluindo o tipo de material, tipo de dobra, ferramentas, etc... O Fator-K normalmente está entre 0,3 e 0,5. O Fator-K padrão para um raio de curvatura igual à espessura do material (T) é 0.27324.

No estado desdobrado de uma peça de sheet metal, as flanges (L1 e L2) não são esticadas. A parte da curva é indicada como BA: (bend allowance) permissão de dobra. O BA é igual ao comprimento da superfície neutra desdobrada:

BA = BendAngle [AnguloDeDobra] * (R + kT)

Na prática do mundo-real, é difícil medir o Fator-K ou a permissão de dobra. A seguinte fórmula permite calcular a Dedução de Dobra tangencial (BD) (bend deduction):

BD = B1 + B2 - Comprimento Desdobrado = B1 + B2 - (L1 + L2 + BA)

Para casos simples, o valor do Fator-K pode ser substituído no Navegador, para a precisão máxima uma tabela de dobras contendo deduções de dobra tangencial precisa ser fornecida. Para cada peça de chapa metálica, você pode especificar um Fator-K escolhido, ou usar o valor padrão.

Para alterar o Fator-K para sua peça de Sheet Metal:

Para alterar o Fator-K de uma peça de chapa metálica, selecione o nó raiz no Navegador de Mecânica e digite um valor no campo Fator-K. O valor deve estar no intervalo [0, 1], uma vez que a superfície neutra está localizada dentro da peça de chapa metálica. No BricsCAD, o Fator-K é definido para o raio de curvatura igual à espessura do material (R/T = 1); para calcular o valor do Fator-K para um raio de curvatura arbitrário, o BricsCAD usa uma técnica especial de interpolação que já provou ser válida para aplicações industriais de chapas metálicas. A imagem abaixo mostra a estratégia de interpolação: para R/T < 1 a interpolação linear é feita entre 0 e 0,27324, para 1 < R/T < 4 o Fator-K é interpolado linearmente entre 0,27324 e 0,5 e se R/T for maior que 4, o Fator-K é constante e igual a 0,5. Fisicamente significa que, se o raio de dobra for muito maior do que a espessura (pelo menos 4 vezes), o estiramento do material pode ser ignorado.

O único parâmetro de Fator-K que se pode controlar no navegador é para R/T. Ou seja, se definirmos o valor para 0.6, a lei de interpolação leva ao seguinte resultado:

Pic: o Fator-K variável no navegador leva à seguinte curva efetiva.

A característica distintiva da curva é que variando R na faixa de (0, T], L1 + L2 + BA dará o mesmo valor. Isto é explicado pelo fato de que para raios menores do que a espessura que eles se relacionam são para conveniência de projeto em vez de alguma modelagem do processo físico, uma vez que durante a dobra o raio da ferramenta é geralmente maior ou igual à espessura.

Vamos rever o exemplo com variação do Fator-K pela configuração da curva de controle (o raio da dobra é mantido constante).

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

Configurando K=0 dá L1=L2=96, Comprimento Desdobrado = 195.14, assim BA é 3,14.

Este valor se encaixa exatamente na fórmula: um ângulo reto em radianos aproximadamente é igual a 1,57 (PI/2). O Fator-K padrão 0.27324 dá um Comprimento Desdobrado = 196.

Ou: L1=L2=96 (as flanges não são deformadas), o BA = 4 como podemos calcular a partir das dimensões (196 - 2*96) ou da fórmula de Permissão de Dobra:

BA = BendAngle * (R + kT) = 1,57 * (2 + 2*0,27324) = 4

Finalmente, maximizar o Fator-K resulta em um Comprimento Desdobrado = 198,28. Este é o valor máximo que se pode alcançar neste exemplo, uma vez que a superfície neutra é tomada do lado externo da curva.

A Dedução da Dobra/Bend Deduction BD para k = 0.27324:

BD = B1 + B2 - Comprimento Desdobrado = 100 + 100 - 196 = 4