FORFECAREA

FORFECAREA

1 GENERALITATI

Obara se considera solicitata la forfecare sau taiere daca doua forte egale si de sens contrar , actioneaza perpendicular pe axa barei , la o distanta foarte mica intre ele .Solicitarea simpla de forfecare este produsa de forta taietoare .In practica insa , in general , forfecarea este insotita de incovoiere si strivire ( de exemplu , taierea unei table cu ajutorul unei foarfece , sau a unei bare - figura 1 )

Crescand forta T, bara ( tabla ) se foarfeca , in dreptul unei sectiuni numita sectiune de forfecare .

2.TENSIUNI Si deformaTii la forfecare

In cazul altor solicitari , simple , modul de distributie al tensiunilor in sectiunea transversala se stabileste prin studiu geometric ( de obicei experimental ) .Din cauza imposibilitatii realizarii forfecarii sub forma pura sunt acceptate urmatoarele ipoteze simplificatoare :

n    pe sectiunea transversala se dezvolta doar tensiuni tangentiale

n    tensiunile tangentiale sunt uniform distribuite pe sectiunea transversala .

Se considera un element de lungime dx ( fig.2 ) Prin forfecare acesta sufera o deformatie , astfel , suprafata bd luneca in raport ac astfel incat : bb' =dd' - si se numeste lunecare specifica :

.1 )

Studiu static

Pe un element de arie dA , din sectiunea transversala se dezvolta o forta elementara dTcare este egala cu:

( 3 . 2 )

Scriind relatia de echivalenta pentru toata sectiunea A :

( 3 . 3 )

de unde tensiunea tangentiala la forfecare este :

( 3 . 4 )

Relatia ( 3 . 4 ) reprezinta relatia de baza pentru calculul la forfecare .

Deformatia la forfecare nu prezinta un interes practic . Ea consta in deplasarea relativa As a doua sectiuni situate la distanta a ( fig. 3 ).

Pentru materiale ce satisfac legea lui Hooke sub forma :

( 3 . 5 )

in care G reprezinta modulul de elasticitate transversal .

Deplasarea relativa ( 3 . 6 )

Tinand cont de relatia ( 3 .4 ) :

( 3 . 7 )

in care produsul GA reprezinta rigiditatea la forfecare a sectiunii transversale .

RelaTII DE Calcul LA--- forfecare

Calculul de forfecare se face exclusiv pe baza conditiei de rezistenta , cu relatia de baza

a)   Calculul de dimensionare

Se cunoaste incarcarea T , caracteristicile mecanice ale materialului din care este confectionat elementul de rezistenta, respectiv _a . Aria minima a sectiunii elementului de rezistenta ce trebuie sa reziste le forfecare se calculeaza cu relatia :

. 8 )

Din conditii constructive se adopta A_ef > A_nec .

b)   Calculul de verificare

Se presupun cunoscute incarcarea exterioara , aria sectiunii transversale A_ef a elementului de rezistenta supus forfecarii , caracteristicile mecanice ale materialului din care este confectionat deci si _a .Verificarea se face dupa calculul tensiunii tangentiale efective , prin compararea cu valoarea maxima admisa . Conditia de rezistenta este satisfacuta daca :

. 9 )

c)   Calculul efortului capabil

Se cunosc : incarcarea exterioara , aria sectiunii supuse forfecarii A_ef caracteristicile mecanice ale materialului elementului de rezistenta , respectiv _a . Efortul capabil se determina cu relatia :

. 10 )

La prelucrarea prin taiere sau decupare a unor piese trebuie determinat efortul de rupere , pentru alegerea tipului de foarfeca sau presa care sa execute operatia tehnologica . In acest fel se calculeaza :

. 11 )