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Strategy of numerical modelling for band saw blade on wood logs cutting
Estrategia de modelado numérico para hojas de sierra de cinta sobre corte de troncos de madera
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v90n229.107968Palabras clave:
wood cutting; saw blade; shear force; numerical analysis (en)corte de madera; hoja de sierra; fuerza cortante; análisis numérico (es)
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The band saw blade, used on the wood log cutting, is exposed in service manufacturing to applications which can cause mechanical damages and affect the quality of the tool and the wood produced. To related applications, the shear stress is essential to the correct wood machining. the proposal of this paper was the numerically analyze the influence of the parallel shear force, applied vertically at the saw blade tooth, in response to the normal longitudinal tensions (σy) in service. A numeric model was constructed, by using of the commercial software based on the Finite Elements Method (FEM). In a first analysis, only a tensile stress was applied to the model on the upper edge of the blade, the deformation results obtained were used in the secondary analysis, with the simultaneous application of vertical point loads on the saw teeth.
La hoja de sierra de cinta, utilizada en el corte de troncos de madera, está expuesta en la fabricación en servicio a aplicaciones que pueden causar daños mecánicos y afectar la calidad de la herramienta y de la madera producida. Para las aplicaciones relacionadas, los esfuerzos cortantes son esenciales para el correcto mecanizado de la madera. La propuesta de este trabajo fue analizar numéricamente la influencia del esfuerzo cortante paralelo, aplicado verticalmente en el diente de la hoja de sierra, en respuesta a las tensiones longitudinales normales (σy) en servicio. Se construyó un modelo numérico, utilizando un software comercial basado en el Método de Elementos Finitos (FEM). En un primer análisis, solo se aplicó una tensión de tracción al modelo en el borde superior de la hoja, los resultados de deformación obtenidos se utilizaron en el análisis secundario, con la aplicación simultánea de cargas puntuales verticales en los dientes de la sierra.
Referencias
BGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura (PEVS). Brazil, Editoria: Estatísticas Econômicas, 2020.
Chucheep, T., Mahathaninwong, N. and Janudom, S. The cost benefit analysis of reduced wear bandsaws. South African Journal of Industrial Engineering, 31(1), pp. 1-11, 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.7166/31-1-2154
Bandsaw blade properties measurement. MATEC Web of Conferences, pp. 1-6. 2019.
Merhar, M., Gornik B., Dominika, G. B. and Pepelnjak, T., Dynamic behaviour of a commercial roll - Tensioned circular sawblade. Bioresources, 12 (3), pp. 5569-5582, 2017. DOI: https://doi.org/10.15376/biores.12.3.5569-5582
Feng, W., Zhang, J. and Zhou, H. Investigation on the vibration characteristics of circular saw blade with different slots. Journal of Physics: Conference Series, 1633, pp. 1-9, 2020. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1633/1/012006
Orlowski, A.K., Chuchala, D., Szczepanski, M., Migda, W., Wojnicz, W. and Sandak, J., Lateral forces determine dimensional accuracy of the narrow‑kerf sawing of wood. Scientific reports, pp. 1-15, 2022. DOI: http://doi.org/10.1038/s41598-021-04129-3.
Bílek, O., Šuba, O. and Baďurová, J. A numerical simulation of static stiffness and strength of circular saw blade. MATEC Web of Conferences, pp. 1-5, 2018. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201821004031
Néri, A.C. Cutting parameters in wood machining. Doctorate. Thesis, Faculty of Agricultural Engineering, State University of Campinas, Campinas, Brasil, 2003.
Jozef, K., Melichercík, J., Kuvik, T., Kovác, J., Gendek, A., Aniszewska, M. and Marecek, J. Analysis of cutting forces in cross-sawing of wood: A study of sintered carbide and high-speed steel Blades. Forests, 14, pp. 1-14, 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/f14071395
Wayne, R. Software ImageJ [Online]. 2018. Available at: https://imagej.net/Downloads. Accessed July 2021.
MatWeb. Properties Mechanical of SAE 1070 Steel [Online]. Available at: http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=9506f59dc73d41a7ab0da119f6775358&ckck=1. Accessed July 2021
ABAQUS. Version 4.16. [S.l.]: Dassault Systemes, 2014.
Eschler, A. Stresses and vibrations in bandsaw blade. MSc. Thesis, Department of Mechanical Engineering, University of British Columbia, Canadian, 1982.
Gaff, M., Gašparík, M., Boruvka, V. and Haviarová, E. Stress simulation in layered wood-based materials under mechanical loading. Materials & Design, 87, pp. 1065-1071, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2015.08.128
Vonder. Bench band saw [Online]. Available at: https://www.vonder.com.br/estatico/vonder/documentos/6001090220/Manual. Accessed October 2022.
Vital, B.R. Sawmill Planning and Operations. Lavras: Academic Press, 2008.
Meng, Y., Wei, J., Chen, H. and Y. An ANSYS/LS-DYNA simulation and experimental study of circular saw blade cutting system of mulberry cutting machine. Computers and Electronics in Agriculture, 157, pp. 38-48, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.12.034
Li, B. and Zhang, Z. Theoretical modeling and analysis for tensioning stress formation mechanism of laser shock tensioning process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 96, pp. 247-256, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-018-1607-8
Xuefenga, Y., Fuminga, D., Wenlia, D., Peiyaoa, X., Chuxuana, T. and Xuejuna, L. Optimization of Designing on Cutter Parameters of PCD Saw
Blades by Simulation Analysis. Journal of Superhard Materials, 41(1), pp. 60-68, 2019. DOI: https://doi.org/10.3103/S106345761901009X
Li, B., and Zhang, Z. Tensioning effect modeling of circular saw blade after multi-spot pressure tensioning process. Advances in Mechanical Engineering, 9(12), pp. 1-9, 2017. DOI: https://doi.org/10.1177/1687814017740476
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CrossRef Cited-by
1. Yangyu Wang, Yao Wang, Pengcheng Ni, Shibiao Qu, Qiaoling Yuan, Hui Wang, Xiaojun Lei, Jianfeng Wang, Yizhi Wang. (2026). Dynamic Cutting Force Prediction Model and Experimental Investigation of Ultrasonic Vibration-Assisted Sawing. Micromachines, 17(2), p.152. https://doi.org/10.3390/mi17020152.
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