Calculer k

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Question : Nous plions actuellement des épaisseurs de matériau A36 à partir de calibre 16. jusqu'à 1 po et, occasionnellement, diverses épaisseurs d'acier inoxydable et d'aluminium. Nous avons récemment ajouté une nouvelle presse plieuse et sommes maintenant confrontés au défi de recalculer nos valeurs de facteur k et de créer de nouveaux modèles plats DXF de toutes les pièces pliées.

Quelle est la meilleure façon de créer des tableaux de données avec le rayon intérieur calculé, les facteurs k et toutes les autres informations nécessaires dont nous avons besoin pour concevoir correctement les pièces en CAO 3D ?

Réponse : La réponse n’est pas si difficile. Vous utiliserez toujours les mêmes formules qu’auparavant. Avant d’entrer dans les détails, permettez-moi de passer brièvement en revue les formules et les fonctions.

Nous devons tous utiliser les termes et les étiquettes ayant la même signification. Ceci est particulièrement important lorsqu'il s'agit du facteur K, car de nombreuses personnes confondent le facteur K avec la tolérance de pliage (BA). En fait, j'ai entendu de nombreux termes de base en flexion : le BA, la déduction de flexion (BD), le retrait extérieur (OSSB) et le facteur k – utilisés de manière interchangeable. Ils ne sont pas interchangeables et leur utilisation incorrecte ajoute beaucoup de confusion inutile à toute discussion.

Le facteur K est simplement un multiplicateur qui vous indique où l'axe neutre d'un pli se déplacera après le formage. Il s'agit d'un facteur spécifique au matériau qui explique le comportement du matériau lors de la flexion, et il fait partie de notre formule pour calculer le BA.

Lorsque la tôle est pliée, elle se dilate sur la surface extérieure du pli et se comprime sur la surface intérieure. L'axe neutre est un endroit théorique dans l'épaisseur du matériau de tôle qui ne subit aucune expansion ni compression. Il s'agit essentiellement de la ligne de démarcation entre les forces d'expansion vers le rayon extérieur et les forces de compression vers le rayon intérieur (voir figures 1 et 2). Étant donné que l'axe neutre reste de la même longueur lorsqu'il se déplace vers l'intérieur, le métal s'allonge, ce dont nous devons tenir compte pour utiliser nos calculs de courbure.

Notez que l'axe neutre ne peut jamais dépasser 50 % de l'épaisseur du matériau (avec un facteur k de 0,50). Si vous formez un large rayon, vous pouvez calculer un facteur k supérieur à 50 %, mais si tel est le cas, vous devez ramener cette valeur à 0,50. Pourquoi? Parce que la zone de compression à l’intérieur du coude ne peut pas dépasser la zone d’expansion.

L'ingénierie inverse du facteur K est le seul moyen de déterminer sa valeur réelle, ou du moins une valeur aussi parfaite que possible. Vous pouvez le faire en exécutant des tests de pliage, en mesurant les résultats et en extrayant le facteur k de la formule BA qui intègre les résultats que vous avez mesurés. Cela pourrait être votre meilleure option, surtout si vous créez un tableau.

Mais – et c’est un grand mais – vous devez également prendre en compte les tolérances des matériaux, notamment la traction, la limite d’élasticité et l’épaisseur. Vous pourriez vous retrouver avec des données de facteur K très précises provenant d'une éprouvette, mais le matériau de l'éprouvette pourrait ne pas correspondre aux propriétés du matériau que vous pliez en production. Quoi qu'il en soit, si vous venez de trouver le BA en pliant des éprouvettes, vous n'aurez peut-être pas besoin du facteur K de toute façon.

Il existe une autre façon de calculer le facteur K sans plier les éprouvettes. Ce n’est pas parfait, mais là encore, le pliage d’une éprouvette ne l’est pas non plus. Non seulement les propriétés des matériaux peuvent changer, mais les propriétés exactes de l'outillage que vous utilisez (différentes quantités de friction) et les différentes méthodes de formage peuvent également changer.

FIGURE 1. Le facteur k, exprimé en t/Mt, est un rapport qui décrit le déplacement de l'axe neutre vers l'intérieur pendant la flexion.

Cela dit, vous pouvez commencer par tracer graphiquement le facteur k, comme le montre la figure 3. Celui-ci montre la valeur maximale du facteur k à 50 % de l'épaisseur du matériau, indiquée par la ligne rouge. L'endroit où les lignes jaunes et rouges se rencontrent (point 4 dans le tableau) représente un rayon de courbure intérieur égal à quatre fois l'épaisseur du matériau. Au-delà, vous calculerez des facteurs supérieurs à 50 %, mais vous ne devriez pas les utiliser. Comme le montre le graphique, vous devez maintenir votre facteur K à cette valeur maximale de 0,50.