Współczynnik K
Przegląd
When a metal sheet is bent with a press brake, its material is deformed, which is the reason for the difference in overall length of a sheet in folded and unfolded states. BricsCAD® automatically considers this deformation when you unfold a sheet metal part. Two approaches are used to compute it: a simplified one (K-factor) and a more advanced one.
Właściwości odkształcenia materiału przy zginaniu opierają się na założeniu, że istnieje wewnętrzna powierzchnia części blaszanej, która nie ulega deformacji podczas zginania blachy. Spośród różnych powierzchni wewnętrznych wybierana jest jedna powierzchnia, która znajduje się w równej odległości od jednej strony zagięcia. Powierzchnia jest lokalna dla każdego zgięcia, a w prostych przypadkach może być propagowana na całej części, tak jak na zdjęciu. Zakładamy, że powierzchnia ta nie jest rozciągana podczas zginania.
T: grubość części blaszanej
R: wewnętrzny promień zagięcia
Współczynnik K (k) to stosunek położenia powierzchni neutralnej do grubości materiału. W rezultacie powierzchnia neutralna znajduje się w odległości kT od wewnętrznej powierzchni zgięcia. Promień zgięcia powierzchni neutralnej jest równy R + kT. Współczynnik K to proste geometryczne obliczenie położenia powierzchni neutralnej. Naprężenia formujące i inne nieznane (błędne) czynniki nie są brane pod uwagę. Współczynnik K zależy od wielu czynników, takich jak rodzaj materiału, typ gięcia i narzędzia. Współczynnik K zazwyczaj mieści się w przedziale od 0,3 do 0,5. Domyślny współczynnik K dla promienia gięcia równego grubości materiału (T) wynosi 0,27324.
W stanie rozłożonym części blaszanej kołnierze (L1 i L2) nie są rozciągnięte. Część gięcia jest oznaczona jako BA: Naddatek na gięcie. BA równa się długości rozłożonej powierzchni neutralnej:
Bend Allowance: BA = BendAngle * (R + kT)
W rzeczywistości trudno jest zmierzyć współczynnik K lub naddatek na zginanie. Poniższy wzór umożliwia obliczenie stycznego Odliczenie na gięcie(BD):
Odliczenie na gięcie: BD = B1 + B2 - Długość po rozłożeniu = B1 + B2 - (L1 + L2 + BA)
W prostych przypadkach wartość współczynnika K można zmienić w Przeglądarce Mechanicznej. Aby uzyskać maksymalną precyzję, należy dostarczyć tabelę zgięć zawierającą styczne odliczenia zgięć. Dla każdej części blaszanej można określić współczynnik K lub użyć współczynnika domyślnego.
Zmiana współczynnika K dla Części Arkusza Blachy
To change the K-Factor for a sheet metal part, select the root node in the Mechanical Browser and type a value in the K-Factor field. The value must lie in the range [0, 1], since the neutral surface is located inside the sheet metal part. In BricsCAD® the K-Factor is defined for bend radius equal to the material thickness (R/T = 1). To compute the value of K-Factor for an arbitrary bend radius, BricsCAD® uses a special interpolation technique which is proved to be valid for industrial sheet metal applications, which better accounts for bend deduction. The image below shows the interpolation strategy: for R/T < 1 the linear interpolation is done between 0 and 0.27324, for 1 < R/T < 4 the K-Factor is linearly interpolated between 0.27324 and 0.5 and if R/T is greater than 4, the K-Factor is constant and equals 0.5. Physically it means that if the bend radius is much larger than the thickness (at least 4 times), the material stretch is neglected.
Jedynym parametrem współczynnika K, który można kontrolować w Przeglądarce Mechanicznej jest R/T=1. Oznacza to, że jeśli ustawisz wartość na 0,6, prawo interpolacji prowadzi do następującego wyniku:
Obr: zmienny współczynnik K w przeglądarce prowadzi do następującej krzywej efektywnej.
The distinguishing feature of the curve is that varying R in range of (0, T], the unfolded length L1 + L2 + BA remains the same, for example, maintaining a constant bend deduction. This reflects the fact that radii smaller than material thicknesses are used for design convenience rather than for physical process modeling, since during bending, the tool radius is usually greater than or equal to the material thickness.
Przeanalizujmy przykład ze zmiennym współczynnikiem K poprzez ustawienie krzywej sterującej (promień gięcia jest stały).
T = 2, R = 2, B1 = 100, B2 = 100
Ustawienie K=0 daje L1=L2=96, Długość Rozłożona = 195,14, zatem BA wynosi 3,14.
Ta wartość dokładnie pasuje do wzoru: kąt prosty w radianach wynosi z grubsza 1,57 (PI/2). Domyślny współczynnik K 0,27324 daje Długość Rozłożoną = 196.
Lub: L1=L2=96 (kołnierze nie są zdeformowane), BA = 4 jak możemy obliczyć z wymiarów (196 - 2*96) lub ze wzoru na naddatek na gięcie:
BA = Kąt Zagięcia * (R + kT) = 1,57 * (2 + 2*0,27324) = 4
Na koniec maksymalizacja współczynnika K daje w wyniku Długość Rozłożoną = 198,28. Jest to maksymalna wartość, jaką można osiągnąć w tym przykładzie, ponieważ neutralna powierzchnia pobierana jest od zewnętrznej strony łuku.
Odliczenie zgięcia (BD) dla k = 0,27324:
BD = B1 + B2 - Długość Rozłożona = 100 + 100 - 196 = 4