¿Qué es el factor K?
El factor K es un concepto fundamental en el diseño de chapa metálica de SolidWorks y es crucial para dominar la fabricación de chapa metálica.
Primero debes entender el factor K.
Es la relación entre la distancia entre la capa neutra y la superficie interior del doblez y el espesor de la lámina de metal.
Como se muestra en el siguiente diagrama, K =t/T . De la definición del factor K, queda claro que es una constante mayor que 0 y menor que 1.
Dado que el factor K está relacionado con la posición de la capa neutra, ¿qué es la capa neutra?
En la zona de deformación por flexión, el material cerca de la superficie interior se comprime y la compresión es más severa cuanto más cerca está de la superficie interior.
Asimismo, el material cercano a la superficie exterior se estira, y el estiramiento es más intenso cuanto más cerca está de la superficie exterior.
La transición de compresión a estiramiento, yendo de la superficie interior a la superficie exterior, suponiendo que el material esté apilado en capas delgadas (la mayoría de los materiales metálicos están en capas), debe haber una capa en el medio del material que no esté comprimida ni estirada. . A esta capa la llamamos capa neutra.
En general, la capa neutra no se puede ver ni tocar porque está dentro del metal. Su posición está relacionada con las propiedades inherentes del material, lo que significa que el factor K está relacionado con el material. Según la definición de capa neutra, el tamaño desplegada de la hoja es igual al ancho de la capa neutra, como se muestra en la figura anterior.
El tamaño desplegado de la hoja = línea recta A + línea recta B + arco C (longitud de la capa neutra en la zona de deformación).
El factor K también se conoce como factor de posición de la capa neutra. Para la mayoría de los materiales, el factor K es un número menor o igual a 0,5 en el diseño y procesamiento de chapa.
¿Cómo calcular el factor K?
El factor k es un valor independiente que describe cómo se produce la flexión de la chapa en una amplia gama de situaciones de parámetros geométricos y cómo se desarrolla. También es un valor independiente que se utiliza para calcular la tolerancia de curvatura (BA) en diversas situaciones, como el espesor del material y el radio/ángulo de curvatura.
Las siguientes figuras pueden ayudarnos a comprender mejor la definición detallada del factor k.
En el espesor de las piezas de chapa existe una capa neutra o eje. El material de chapa en la capa neutra de la zona de flexión no se estira ni se comprime, que es el único lugar en la zona de flexión donde permanece sin deformar. Se representa como la intersección de las áreas rosa y azul en el diagrama.
Durante el proceso de flexión, el área rosa se comprime, mientras que el área azul se estira. Si la capa neutra de la chapa permanece sin deformar, entonces la longitud del arco de la capa neutra en la zona de flexión es la misma en sus estados doblado y aplanado.
Por lo tanto, la tolerancia de flexión (BA) debe ser igual a la longitud del arco de la capa neutra en el área de flexión de la pieza de chapa. Este arco está representado en verde en la Figura.
La posición de la capa neutra en la chapa depende de las propiedades específicas del material, como por ejemplo la ductilidad.
Suponiendo que la distancia entre la capa neutra de la chapa metálica y la superficie es "t", es decir, la profundidad desde la superficie de la pieza de chapa metálica hasta el material de chapa metálica en la dirección del espesor es t.
Por lo tanto, el radio del arco de la capa de chapa neutra se puede expresar como (R+t).
Usando esta expresión y el ángulo de flexión, la longitud del arco de la capa neutra (BA) se puede expresar como:
Para simplificar la definición de capa neutra en chapa y considerando su aplicabilidad a todos los espesores de material, se introduce el concepto de factor k. En concreto, el factor k es la relación entre el espesor de la posición de la capa neutra y el espesor total de la pieza de chapa, es decir:
Por lo tanto, el valor de K siempre está entre 0 y 1. Si un factor k es 0,25, significa que la capa neutra se encuentra al 25% del espesor del material de chapa, y si es 0,5, significa que la una capa neutra se ubica en la mitad de todo el espesor y así sucesivamente.
Combinando las dos ecuaciones anteriores, podemos obtener la siguiente ecuación:
Donde algunos valores como A, R y T están determinados por la forma geométrica real.
Calculadora de factor K
Proporcionamos dos calculadoras diferentes para calcular el valor del factor k. Los resultados finales pueden tener ligeras diferencias, pero definitivamente satisfarán sus necesidades.
Calculadora #1
Si se conocen la tolerancia de curvatura y el radio de curvatura interior, puede utilizar la siguiente calculadora para calcular el factor k, así como la distancia desde la superficie interior al eje neutro.
