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Hi zusammen,

bei der Arbeit sind wir heute in einem Gespräch auf eine Frage gestoßen, konnten aber keine schlüssige Antwort finden. Wüsst ihr in wie weit es möglich einen I-Träger mit einer variablen Steifigkeit zu konstruieren?

Dabei wollen wir nur einfache Torsions und Biegesteifigkeiten überprüfen. Diese hängen ja von den Geometrie und der Elastizität des Trägers ab.
Wüsst ihr ob es Möglichkeiten gibt ein einstellbares Elastizitätsmodul zu bauen? Erste Idee von uns waren es diese über Feder und Dämpfersysteme zu lösen.

Danke schon einmal für Antworten.

Grüße,
Dieter

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Zitat:

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Original erstellt von Dre.80:

Wüsst ihr ob es Möglichkeiten gibt ein einstellbares Elastizitätsmodul zu bauen?

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Ja. Z.B. mit einer Heizung:

http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum202/HTML/000215.shtml

Gruß, Torsten

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Hallo Dieter, willkommen bei CAD.de.

Mit steigender Temperatur sinkt aber auch die Streckgrenze.

Die technische Steifigkeit ergibt sich aus dem E-Modul und der Geometrie. Eine Elastizität gibt es in diesem Sinne nicht.

Die Schnittgrößen  eines Balkens sind: Nomalkraft, Querkraft und Biegemoment. In Diesem Fall kommt noch ein Tosionsmoment hinzu. 
Dementsprechend kann man dazu die Steifgkeiten angeben.

Und welche Steifigkeiten willst Du nun variieren ?

Dazu mußt Du auch wissen was bei der jeweiligen Steifigkeit den größten Einfluss hat. 

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Klaus

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>>Diese hängen ja von den Geometrie und der Elastizität des Trägers ab.

Das kommt mir vor wie das Konzept der Landeklappen von Flugzeugen, wo durch verschiebbare Klappen das Profil und damit der Auftrieb des Flügels geändert wird. Eine aufwendige Konstruktion. Man müsste schon mehr über die Zielstellung und die Randbedingungen Deines Vorhabens wissen, um über solche Vorgehensweisen diskutieren zu können.

>>Dabei wollen wir nur einfache Torsions und Biegesteifigkeiten überprüfen.

Das sieht mir eher nach einem typischen Anwendungsfall für eine Rechnersimulation mittels FEM aus. Welches CAD-System verwendet ihr? Habt ihr ein FEM-Programm im Haus? Und wenn nicht - es gibt auch Dienstleister für solche Aufgaben. Wenn die Zeit nicht drängt, sind Universitäten und Technische Hochschulen dankbar für solche Aufträge.
Falls Du nicht mit diesem Thema vertraut bist, kann ich Dir mehr dazu schreiben.

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Rainer Schulze

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 18. Okt. 2014 editiert.]

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Danke schon einmal für die Antworten.

Mich interessieren beide Fälle. Das Modell soll auf Torsion und einmal auf Biegung belastet werden. Die Idee mit der Heizung kam mir auch bereits aber ich würde es gerne mechanisch lösen.

Das Beispiel der Landeklappen ist ein guter Vergleich ähnlich soll ein Prüfstand aufgebaut werden. Damit verschiedene Szenarien realisiert werden können soll das Modell verschiedene Steifigkeiten enthalten.
Es geht mir erstmal nur um unterschiedliche Konzepte wie man überhaupt Steifigkeiten varrieren kann.

Die FEM Modellierung werden wir zur Auslegung nutzen, bin ich mit vertraut aber danke.

@Rainer: Meinst du das eine Möglichkeit wäre ein Modell mit verschiebbaren Platten zu konstruieren, die somit Einfluss auf die Steifigkeit haben?

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Hallo, es gibt da allerhand Möglichkeiten. 

Hebel mit Bolzen einbauen. Dann gibt es noch Elektromagnete, schaltbare Kupplungen, Pneumatik- und Hydraulikzylnder.

Der Rest ist reine Statik.

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Klaus

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>>@Rainer: Meinst du das eine Möglichkeit wäre ein Modell mit verschiebbaren Platten zu konstruieren, die somit Einfluss auf die Steifigkeit haben?

Grundsätzlich ja.
Aber was Klaus schon als Lösung andeutet, ist der Kern eines solchen Problems:
Bei verschiebbaren Teilen muss ein stabiler Kraftschluss erzeugt werden.
Ich frage mich, wie genau ein solcher variabler Prüfling an eine reale "einteilige" Konstruktion kommen kann. Wenn der Prüfling in den Fugen ächzt, ist das Resultat der Messungen höchst fragwürdig.

Ich weiß ja nicht, über wie viele Varianten der Formgebung Du nachdenkst und um welche geometrischen Abmessungen es sich handelt. Aber mein erster Gedanke ist eher "aus dem Vollen fräsen".

>>...soll ein Prüfstand aufgebaut werden

Praktische Tests führen wir aussschließlich an serienreifen Prototypen aus.
Da benötigen wir keine Veränderbarkeit des Prüflings.

>>Die FEM Modellierung werden wir zur Auslegung nutzen.

Unsere Berechnungsingenieure erreichen auch bei komplexen Komponenten eine Genauigkeit von 1 bis 3% gegenüber dem physischen Testobjekt. Da sparen wir uns jeglichen praktischen Test in der Konzeptphase.

Wirklich - denk noch mal über Kosten und Nutzen eines variablen Prüflings nach.
FEM ist heute eine ausgereifte Methode, und selbst eine gute Workstation ist für wenige tausend Euro zu bekommen. Was werden Entwurf und Bau des von Dir angedachten variablen Prüflings verschlingen?

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Rainer Schulze

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Danke. Genau solche Ansätze habe ich gesucht besonders der Ansatz mit den Hebel und Bolzen.
@Klaus: Wenn ich das genau verstehe würdest du über den Hebel Teile verschieben. Ist das richtig?
Dabei kann ich mir gerade die Umsetzung jedoch nicht vrostellen. Wenn ich als Beispiel einen gelagerten I-Träger habe, auf dem sich die Lasteinleitungspunkte befinden. An diesem würde ich Klappen konstruieren die jeweils an 2 Punkten stufenverstellbar mit dem I Träger verbunden sind. Dann hätte dies doch keinen Einfluss auf die Steifigkeit. Oder mach ich hier eine Denkfehler?

[Diese Nachricht wurde von Dre.80 am 20. Okt. 2014 editiert.]

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" Lasteinleitungspunkte "

Gennau um die geht es. Die mußt Du halt variieren. Bei einem Versuchsaufbau geht das noch einfacher mit Schrauben.

Meine oben genannten Verbindungs- und Schaltelemente waren für einen Dauereinsatz gedacht. 

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Klaus

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Wäre es auch im Rahmen des Möglichen, wenn man nicht die Lasteinleitungsstellen variiert, sondern die Einspannstellen des Trägers. Man unterscheidet ja prinzipiell zwischen fester und loser Einspannung. Aber IMHO könnte es doch auch einen Einfluss haben, wenn man die Kraft, mit der der Träger festgehalten wird irgendwie verändern kann. Dafür müsste man aber mal einen Versuchsstand konstruieren. Ich machs nicht.  

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Gruß Ulli

[Diese Nachricht wurde von Inventour am 20. Okt. 2014 editiert.]

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