Mikä on rajoituskaavio?

Muodostusrajakaavio (FLD), joka tunnetaan myös nimellä Keeler-Goodwin-kaavio, on kaavio, joka kuvaa ohutlevyn käyttäytymistä eri rasitustasoilla. Metallin käyttäytymistä kuvaavaa viivaa kutsutaan muodostusrajakäyräksi (FLC). Muovausrajakaavio antaa tietoa metallin suurimmasta jännityksestä ennen murtumista tai kaulaamista. Kaaviot on rakennettu käyttämällä peltiä olevia testiliuskoja ja mittaamalla muodonmuutos.

Muodostusrajakaaviot on piirretty kaksiulotteisessa koordinaattijärjestelmässä, jolloin pääjännitys on piirretty y-akselille ja pienempi venymä x-akselille. Venymä on muodonmuutoksen mitta – pääjännityksen määritellään olevan suunnassa, jossa muodonmuutos on suurempi, kun taas pienempi jännitys on suunnassa, jossa muodonmuutos on pienempi. Eri tyyppisillä ja eripaksuisilla peltilevyillä on kullakin oma ainutlaatuinen muodostusrajakaavionsa.

FLC on epäsäännöllinen parabolinen käyrä, jonka vähimmäismäärä esiintyy pääkanta -akselilla tai sen lähellä. Käyrän yläpuolella oleville kannoille altistuva materiaali epäonnistuu, kun taas käyrän alapuolella olevat rasitukset ovat turvallisia levittää metallille. FLD: t kuvataan yleensä kahdella käyrällä – käyrien välinen alue on kriittisen muodonmuutoksen tai turvavyöhykkeen alue, jossa materiaali voi olla turvallista tai halkeilla, joten käytännössä on parasta olla käyttämättä näitä kantoja. Kriittistä muodonmuutosta, joka todennäköisesti tapahtuu tällä alueella, kutsutaan kaulaksi, jolloin metallia venytetään ohuemmaksi joillakin alueilla.

Muodostusrajakaavio kehitetään käyttämällä useita testejä. Testien aikana kantoja levitetään eri leveyksisten metalliliuskojen päälle. Nauhojen eri leveydet simuloivat erilaisia ​​jännitysolosuhteita. Jokainen nauha on merkitty pyöreällä ristikkokuviolla, jota käytetään rasituksen mittaamiseen.

Kanta levitetään yleensä nauhoihin puolipallon muotoisella rei’ityksellä. Metallinauhaa venytetään, kunnes kaula näkyy. Pää- ja sivuakselin venymäarvot voidaan saada mittaamalla nauhalle aiemmin merkityn pyöreän ruudukon muodonmuutos.

Jännityksen mittaamiseen voidaan käyttää myös tietokonepohjaisia ​​menetelmiä. Tietokoneen ottamia kuvia muodonmuutosprosessin aikana voidaan verrata vertailuruudukkoon, joka on verrattavissa metallin ympyräverkkoon. Tietokone voi laskea rasitukset näiden kuvien avulla. Toinen menetelmä vertaa ympyränmuotoisen ruudukon kuvia ennen ja jälkeen rasituksen laskemiseksi.