O que é o fator K?
O fator K é um conceito fundamental no projeto de chapas metálicas do SolidWorks e é crucial para dominar a fabricação de chapas metálicas.
É preciso primeiro entender o fator K.
É a razão entre a distância entre a camada neutra e a superfície interna da dobra e a espessura da chapa metálica.
Conforme mostrado no diagrama abaixo, K =t/T. A partir da definição do fator K, fica claro que é uma constante maior que 0 e menor que 1.
Como o fator K está relacionado à posição da camada neutra, qual é a camada neutra?
Na zona de deformação por flexão, o material próximo à superfície interna é comprimido e a compressão é mais severa quanto mais próximo estiver da superfície interna.
Da mesma forma, o material próximo à superfície externa é esticado, e o alongamento é mais severo quanto mais próximo estiver da superfície externa.
A transição da compressão para o alongamento, indo da superfície interna para a superfície externa, assumindo que o material é empilhado em camadas finas (a maioria dos materiais metálicos são estratificados), deve haver uma camada no meio do material que não seja comprimida nem esticada . Chamamos essa camada de camada neutra.
Em geral, a camada neutra não pode ser vista ou tocada porque está dentro do metal. A sua posição está relacionada com as propriedades inerentes do material, o que significa que o fator K está relacionado com o material. Pela definição da camada neutra, o tamanho desdobrado da chapa é igual à largura da camada neutra, conforme mostrado na figura acima.
O tamanho desdobrado da chapa = linha reta A + linha reta B + arco C (comprimento da camada neutra na zona de deformação).
O fator K também é conhecido como fator de posição da camada neutra. Para a maioria dos materiais, o fator K é um número menor ou igual a 0,5 no projeto e processamento de chapas metálicas.
Como calcular o fator K?
O fator k é um valor independente que descreve como ocorre a flexão de chapa metálica em uma ampla gama de situações de parâmetros geométricos e como ela se desdobra. É também um valor independente usado para calcular a tolerância de dobra (BA) em diversas situações, como espessura do material, raio/ângulo de curvatura.
As figuras abaixo podem nos ajudar a entender melhor a definição detalhada do fator k.
Na espessura das peças de chapa metálica, existe uma camada ou eixo neutro. O material de chapa metálica na camada neutra da área de dobra não estica nem comprime, que é o único local na área de dobra onde permanece indeformado. É representado como a intersecção das áreas rosa e azul no diagrama.
Durante o processo de dobramento, a área rosa é comprimida, enquanto a área azul é esticada. Se a camada neutra da chapa metálica permanecer indeformada, então o comprimento do arco da camada neutra na área de dobra é o mesmo em seus estados dobrado e achatado.
Portanto, a tolerância de flexão (BA) deve ser igual ao comprimento do arco da camada neutra na área de flexão da peça de chapa metálica. Este arco é representado em verde na Figura.
A posição da camada neutra na chapa metálica depende das propriedades específicas do material, como a ductilidade.
Supondo que a distância entre a camada neutra da chapa metálica e a superfície seja “t”, ou seja, a profundidade da superfície da peça da chapa metálica ao material da chapa metálica na direção da espessura é t.
Portanto, o raio do arco da camada neutra de chapa metálica pode ser expresso como (R+t).
Usando esta expressão e o ângulo de flexão, o comprimento do arco da camada neutra (BA) pode ser expresso como:
Para simplificar a definição da camada neutra em chapa metálica e considerando a aplicabilidade a todas as espessuras de material, é introduzido o conceito de fator k. Especificamente, o fator k é a razão entre a espessura da posição da camada neutra e a espessura total da peça de chapa metálica, ou seja:
Portanto, o valor de K está sempre entre 0 e 1. Se um fator k for 0,25, significa que a camada neutra está localizada a 25% da espessura do material da chapa metálica, e se for 0,5, significa que o a camada neutra está localizada na metade de toda a espessura e assim por diante.
Combinando as duas equações acima, podemos obter a seguinte equação:
Onde alguns valores como A, R e T são determinados pela forma geométrica real.
Calcular
Se a tolerância de dobra e o raio de curvatura interno forem conhecidos, você poderá usar a calculadora a seguir para calcular o fator k, bem como a distância da superfície interna ao eixo neutro.
