Alüminyum Kayma Dayanımı Kılavuzu: Alaşım Değerleri, Test ve Ekstrüzyon Tasarımı

Ekstrüde Profillerde Kesme Dayanımı Ne Anlama Gelir?

Kesme mukavemeti, bir malzeme düzlemi uygulanan yüke paralel olarak kaymadan önce bir alüminyum profilin dayanabileceği maksimum gerilimdir ve yapısal alüminyum alaşımları için tipik olarak nihai çekme mukavemetinin yüzde 55 ila 65'i arasına ulaşır.

Ekstrüzyona tabi tutulmuş bir çerçevede kesme üç ayrı konumda görülür: cıvata gövdesi, T somunun içindeki diş bağlantısı ve profilin yarık duvarı. Her düzlemin farklı bir alanı ve kısıtlama koşulu vardır, dolayısıyla her biri bağımsız olarak kontrol edilmelidir; en zayıf düzlem eklemi yönetir.

• Cıvata sapı kesme kapasitesi - bağlantı elemanı kalitesi ve çapına göre belirlenir.
• T-somun iplik şeridi mukavemeti - somundaki bağlantı uzunluğuna göre ayarlanır.
• Profil yuvası duvar kesme alanı - yuvanın arkasındaki duvar kalınlığına göre belirlenir.

Eloksal hesaplamaya girmez. 5 ila 25 mikrometrelik bir oksit tabakası yüzey aşınma direncini artırır, ancak toplu kesme mukavemeti tamamen temel alaşım ve ekstrüzyonun temperi tarafından taşınır.

Alaşım ve Tempere Göre Alüminyum Kesme Dayanımı

Ticari alüminyum alaşımlarında kesme mukavemeti, tavlanmış saf metal için kabaca 40 MPa'dan 7075-T6 için 330 MPa'ya kadar uzanır ve çoğu T-kanallı ekstrüzyonda kullanılan iki alaşım olan 6063 ve 6061, tempere bağlı olarak 117 ile 207 MPa arasında güç sağlar.

Öfke salınımı gerçek karelerde önemlidir. 6063-T6 ekstrüzyonu, aynı duvar boyutlarında 6063-T5'teki aynı profilden milimetre kare başına kabaca yüzde 30 daha fazla kesme yüküne direnir, bu nedenle yüksek kesme bağlantılarının temperi belirtmesi ve bunu malzeme sertifikasında doğrulaması gerekir.

Kayma Dayanımı Nasıl Ölçülür ve Sonuçların Nerede Yanlış Çıktığı

Alüminyum kesme mukavemeti, zımba tipi ve tek kesmeli fikstür testleriyle ölçülür ve her ikisi de sıkı açıklık kontrolü gerektirir; kurulum kapalıyken, bildirilen güç aynı malzeme üzerinde yüzde 10'dan fazla değişebilir.

• ASTM B831, ince alüminyum alaşımlı ürünlerin zımba tipi kesme testini kapsar ve levha ve ekstrüzyon kuponları için standart referanstır.
• ASTM F606, cıvatalı bağlantı elemanlarının kesme testini yönetir ve değerlendirme altındaki bileşen profil değil cıvata olduğunda uygulanır.
• Bu standartlara dayalı dahili frezeleme prosedürleri ekstrüzyon profilleri için yaygındır ve sonuçlar malzeme test sertifikasına yazdırılır.

Üç değişken, kesme testi sonuçlarını diğerlerinden daha fazla bozar.

• Zımbadan kalıba açıklık: çok küçük olması ikincil kesmeye ve yapay olarak yüksek değerlere neden olur; çok büyük, çapaklara ve düşük, tekrarlanamayan sayılara neden olur.
• Numune yönelimi: Tane yönelimi nedeniyle mukavemet, ekstrüzyon ve enine yönler arasında yüzde birkaç farklılık gösterebilir.
• Yüzey hazırlığı: Düzensiz kenetleme veya anodize yüzeyler kesme bölgesindeki sürtünmeyi değiştirir ve testten önce çıkarılmalıdır.

Ekstrüde profiller için en temsili sonuç, genel tabaka stok el kitabı değerlerinden değil, gerçek profil duvarından düz bir kuponun işlenmesinden ve bu tam malzemenin test edilmesinden gelir.

Yüzde 60 Kuralı: Çekme Verilerinden Kesme Dayanımının Tahmin Edilmesi

Sertifikalı bir kesme değeri mevcut olmadığında, kesme dayanımını nihai çekme dayanımının yüzde 60'ı olarak tahmin edin; alüminyum alaşımları için bu, ortalama olarak ölçülen değerlerin yaklaşık yüzde 5,5'i dahilinde kesme ve delme kesme mukavemetini öngörmektedir.

Yüzde 60 kuralı, konsept aşamasına yönelik bir araçtır ve sertifikalı fabrika verilerinin yerine geçmez. Bir bağlantı kritik hale geldiğinde, spesifik ekstrüzyon ısısı için mekanik özellik sertifikasını talep edin veya teslim edilen profilden bir kupon üzerinde bir delme testi yapın.

Kuralı şu durumlarda kullanın:

• Çerçeve düzeni sabitlenmeden önce alaşımları ve temperleri karşılaştırırken konsept tasarımı.
• Bir veri sayfasında çekme mukavemeti listelenirken kesme mukavemetinin belirtilmemesi durumunda tedarikçinin teklif vermesi.
• Çatlak bir bağlantının izin verilen makul bir kesme değerinin üzerinde yüklenip yüklenmediğini kontrol ederken hasar analizi.

Kesme Dayanımı Verilerini T Yuvalı Ekstrüzyon Çerçevelerine Uygulama

T kanallı çerçeve tasarımında, profil malzemesinin kesme mukavemeti en çok bağlantı noktasında önemlidir, çünkü çerçeveler neredeyse her zaman açıklığın ortasından ziyade ilk olarak bağlantı noktasında hasar görür.

Cıvatalı bir T-yuvası bağlantısı üç değerden en küçüğüyle sınırlıdır: cıvata kesme kapasitesi, T-somun diş şerit mukavemeti veya yarığın arkasındaki profil duvarının kesme alanı. İnce duvarlı profillerde yarık dudağı genellikle en zayıf düzlemdir, bu nedenle aşırı yüklenmiş bağlantılarda bağlantı elemanı makasından önce deforme olmuş veya çatlamış bir yarık görülür.

Duvar kalınlığı, alaşımı değiştirmeden bağlantı kapasitesini artıran kaldıraçtır. 4,5 mm duvarlı bir 4040 profili, aynı yuva geometrisinde ince duvarlı 1,8 mm versiyonun kabaca iki katı kesme alanı sağlarken, malzeme kesme mukavemeti her iki durumda da 6061-T6 için 207 MPa'da kalır.

HS-8-4040W Ekstra Ağır Hizmet 4040 T Yuvalı 4,5 mm Duvarlı Alüminyum Profil Bu 4040 profilin 4,5 mm'lik duvarı, ince duvarlı versiyonlara göre kesme alanını neredeyse iki katına çıkararak, duvar kalınlığı ve kesme mukavemeti ile ilgili çevredeki tartışmanın da vurguladığı gibi, tekrarlanan yükler altındaki bağlantı bölgeleri için güçlü bir seçim haline gelir. Ürünü Görüntüle →

Portal braketleri, konsollu kollar ve kaldırma noktaları için şunları belirtin: ağır hizmet 6061 profilleri derz bölgelerinde kalınlaştırılmış duvarlar ve kalan açıklıklar için standart profiller saklıdır. 6061 ve 6063 karşılaştırmamızın kısa versiyonu: 6063-T5 hafif çerçevelemeye uygundur, 6061-T6 ise tekrarlanan kesme yükleri taşıyan eklemler için mühendislik varsayılanıdır.

HS-10-4545 Ağır Hizmet 4545 2,4 mm Kalın Duvarlı Alüminyum Ekstrüzyon Portal braketleri ve dirsekli kollar için ideal olan bu 45x45 profil, ek bağlantı kapasitesi için 2,4 mm'lik bir duvar sunar. 10,2 mm T yuvası, ağır bağlantı elemanlarını destekler ve 6061 dereceli kesme performansının vurgulandığı uygulamalara uygundur. Ürünü Görüntüle →

İzin verilen kesme kuvveti ayarlandıktan sonra, uygulanan bağlantı kuvvetiyle karşılaştırmadan önce statik yükler için en az 2 ve dinamik veya ters yükler için 3'lük bir güvenlik faktörü uygulayın.

Alüminyum Kesme Dayanımı SSS