Výroba plechových dílů #2: Výpočet délky rozvinutého tvaru plechu

V této kapitole si blíže vysvětlíme problematiku ohýbání plechu, protože s ní souvisí řada parametrů ohybu. Abyste teorii lépe pochopili, připravili jsme několik názorných obrázků, které doprovázejí vzorce. Nemusíte se však obávat, všechny uvedené vzorce a algoritmy jsou integrované přímo v nástrojích SOLIDWORKSu.

Při ohýbání dochází k trvalé změně tvaru (plastické deformaci) polotovaru v oblasti ohybu. Při ohýbání se vrstvy plechu na vnitřní straně ohýbaného materiálu stlačují (modrá oblast) a na vnější straně natahují (červená oblast), jak je patrné z obrázků níže. Místo, kde nedochází k žádné deformaci (ani natažení, ani zkrácení), se nazývá neutrální osa. Ta se při ohýbání ani neprodlouží, ani nezkrátí. Poloha této osy je důležitá pro stanovení rozměru rozvinutého tvaru.

Schématické znázornění působení deformací v ohnuté části plechu (T – tloušťka materiálu, t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose, L – délka rozvinutého tvaru)
Schématické znázornění působení deformací v ohnuté části plechu (T – tloušťka materiálu, t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose, L – délka rozvinutého tvaru)

Tip: Seriál Výroba plechových dílů obsahuje témata, která jsou velice často vyhledávána uživateli SOLIDWORKSu. Podívejte se sami na další obsah seriálu, který jsme pro vás připravili s ohledem na konstrukci plechových dílů v SOLIDWORKSu.

Stanovení délky rozvinutého tvaru

Při pohledu na obrázek níže je zřejmé, že délka rozvinutého tvaru L neodpovídá součtu délek lemů A a B. V tomto případě bude rozvinuty tvar vždy o něco kratší:

Délka rozvinutého tvaru neodpovídá délce lemů A a B
Délka rozvinutého tvaru neodpovídá délce lemů A a B

Obecně platí, že délka rozvinutého tvaru odpovídá délce neutrální osy v ohnutém tvaru. A aby bylo možné určit délku neutrální osy, je nutné znát její polohu. Tu definujeme tzv. K-faktorem.

 

K-faktor

K-faktor určuje polohu neutrální osy jako poměr mezi vzdálenosti neutrální osy od vnitřní plochy a tloušťkou plechu (jedná se o bezrozměrné číslo), kde t značí vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm] a T je tloušťka plechového materiálu [mm]:

K-faktor určuje polohu neutrální osy, α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], β – doplňkový úhel (konstrukční), R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm]
K-faktor určuje polohu neutrální osy, α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], β – doplňkový úhel (konstrukční), R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm]
Hodnotu K-faktoru nejvíc ovlivňuje poměr mezi poloměrem ohybu R a tloušťkou plechu T. Jeho velikost závisí i na použitém materiálu a technologii ohýbaní. Pro běžné materiály (hliník, ocel) se K-faktor voli v rozsahu 0,3 až 0,5 (nižší hodnoty platí pro R/T do 1 a měkči materiály; vyšší hodnoty pro R/T nad 2 až 3 a pevnější materiály).

 

Přídavek na ohyb (Bend Allowance, BA)

Přídavek na ohyb je ve skutečnosti délka neutrální osy v oblasti ohybu. Délka rozvinutého tvaru se pak rovná součtu přídavku na ohyb a délek lemu. Hodnota přídavku na ohyb se udává v milimetrech.

Délka rozvinutého tvaru L se vypočítá podle následujícího vzorce, kde: BA značí přídavek na ohyb a A, B délky lemů:

33-plechove-dily-sheet-metal-zaklady-modelovani-SolidWorks

Hodnota přídavku na ohyb se počítá vzorcem:

34-plechove-dily-sheet-metal-zaklady-modelovani-SolidWorks

Stanovení délky rozvinutého tvaru přídavkem na ohyb. α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], K – K-faktor [–], R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm], BA – přídavek na ohyb [mm], A, B – délky lemu [mm]
Stanovení délky rozvinutého tvaru přídavkem na ohyb. α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], K – K-faktor [–], R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm], BA – přídavek na ohyb [mm], A, B – délky lemu [mm]

Velikost přídavku na ohyb se určuje teoretickým výpočtem podle vzorce nebo se stanoví experimentálně-praktickými zkouškami na vzorcích plechu. Přídavek na ohyb v tabulkách (pro různé rozměry a materiály) dodávají často také výrobci ohýbacích nástrojů.

 

Zkrácení ohybu (Bend Deduction, BD)

Druhou možností, jak spočítat délku rozvinutého tvaru, je odečíst hodnotu zkrácení ohybu od virtuální délky lemu. Virtuální délka se měří k virtuálnímu vrcholu a zvětšuje normální délku lemu o hodnotu tzv. vnějšího zkrácení – na obrázku OSSB (z angličtiny outside setback). Hodnota zkrácení ohybu se udává v milimetrech.  Délka rozvinutého tvaru L se vypočítá podle vzorce, kde BD značí zkrácení ohybu a A, B virtuální délky lemu:

36-plechove-dily-sheet-metal-zaklady-modelovani-SolidWorks

Hodnota zkrácení ohybu se vypočítá vzorcem:

37-plechove-dily-sheet-metal-zaklady-modelovani-SolidWorks

Stanovení délky rozvinutého tvaru zkrácením ohybu. α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], OSSB – vnější zkrácení, R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm], BD – zkrácení ohybu [mm] (nemá jednoduchou grafickou reprezentaci), A, B – virtuální délky lemu [mm].
Stanovení délky rozvinutého tvaru zkrácením ohybu. α – úhel ohybu (úhel, o který je plech deformován) [°], OSSB – vnější zkrácení, R – poloměr ohybu [mm], T – tloušťka materiálu [mm], t – vzdálenost od vnitřní plochy k neutrální ose [mm], BD – zkrácení ohybu [mm] (nemá jednoduchou grafickou reprezentaci), A, B – virtuální délky lemu [mm].
Všechny výše uvedené vzorce a algoritmy jsou integrované přímo v nástrojích SOLIDWORKSu, takže při navrhování plechových dílu není potřeba počítat délku rozvinutého tvaru ručně. Při vytvoření prvního prvku plechového dílu stačí zvolit, podle kterého parametru (K-faktor, přídavek na ohyb či zkrácení ohybu) se má plech navrhovat a zadat jeho globální hodnotu.

Témata: parametry ohybu plechového dílu, rozvinutý tvar, výpočet délky rozvinutého tvaru

Líbil se vám tento článek?

Nahoru

Přečtěte si také

Komentáře k článku (0)

Reklama

Nejnovější články

Reklama