Krafter vid plastisk bearbetning

Att forma en metall plastiskt kräver minst att spänningen i materialet når flytspänningen $\sigma_f$. Den enklaste kraftberäkningen är därför flytspänningen gånger den yta verktyget trycker mot. Verkligheten kräver mer än så, eftersom materialet glider mot verktyget och friktionen motverkar glidningen. Varje kraftformel i det här avsnittet har därför en grundterm och ett friktionstillägg som styrs av friktionsfaktorn $m$.

Vid valsning trycks plåten ihop i ett område där valsen och plåten rör vid varandra. Den sträckan är kort, och den uppskattas ur valsens radie och tjockleksminskningen: $L = \sqrt{R \cdot \Delta h}$. Först när kontaktlängden är känd går valskraften att räkna: $F = \frac{1}{\sqrt{3}} \sigma_f L b_0 \left[2 + m \frac{L}{h_m}\right]$, där $h_m$ är plåtens medeltjocklek genom valsspalten.

Valsarna drivs av en motor, och det som når valsparet är motorns effekt gånger drivningens verkningsgrad. Effekten fördelar sig som $P = M \cdot \omega$, där vinkelhastigheten $\omega = \frac{2\pi n}{60}$ fås ur varvtalet. Vridmomentet verkar sedan med kontaktlängden som hävarm, vilket ger valskraften. Kedjan går alltså från motorns märkeffekt till kraft utan att materialet ens är inblandat förrän i sista steget.

Vid stukning pressas en kuts ihop mellan två plana verktyg. Volymen är konstant, $A_0 h_0 = A h_1$, så när höjden minskar växer tvärsnittsarean i samma mån — det är den nya, större arean som kraften ska räknas på. Grundtermen är flytspänningen gånger kontaktytan, och friktionstillägget växer med förhållandet mellan kontaktytan och kutsens mantelyta: $F = \sigma_f A + \frac{m \sigma_f}{\sqrt{3}} \frac{4A^2}{3A_{Sida}}$. En flat, bred kuts kräver därför oproportionerligt mycket mer kraft än en hög och smal.