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| Sicher schrauben - Neuerungen im Bereich Montage und Qualitätssicherung zu erwarten, ein Fachartikel
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Autor
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Thema: Dünnwandig offen (5280 mal gelesen)
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Tommy5110 Mitglied Diplomand
Beiträge: 18 Registriert: 10.01.2008
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erstellt am: 23. Jan. 2008 19:02 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo. Von einem Vierkantrohr mit konst. Durchmesser ist es ja möglich die Torsionsspannung ausrurechnen (eine seite feste einspannung, andere seite frei). Wie ist es denn wenn das gleiche Rohr geschlitzt ist? Das die Festigkeit stark nachlässt ist klar, aber um wieviel oder um welchen Faktor? Gruß Thomas Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
N.Lesch Moderator Dipl. Ing.
Beiträge: 5174 Registriert: 05.12.2005 WF 4
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erstellt am: 23. Jan. 2008 19:26 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Hallo Tommy, Du wirfst hier die Begriffe ganz schön durcheinander. Ein Vierkantrohr hat keinen Durchmesser. Sondern nur eine Wanddicke. Eine Drehmoment verurscht eine Torsionsbelastung und diese eine Schubspannung im Stahl. Wenn man das Rohr schlitz, ändert sich nicht die Festigkeit des Stahls sondern die Steifigkeit des Rohres. Diese läßt gewaltig nach aber konkrete Formeln habe ich im Moment nicht bei der Hand. ------------------ Klaus Solid Edge V 18 SP6 Acad LT 2000 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Tommy5110 Mitglied Diplomand
Beiträge: 18 Registriert: 10.01.2008
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erstellt am: 23. Jan. 2008 20:58 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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N.Lesch Moderator Dipl. Ing.
Beiträge: 5174 Registriert: 05.12.2005 WF 4
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erstellt am: 23. Jan. 2008 21:14 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Muß der Schlitz ganz durchgehen ? Wenn das Rohr wenigstens an den Enden noch geschlossen ist, wäre die Sache schon wesentlich stabiler. ------------------ Klaus Solid Edge V 18 SP6 Acad LT 2000 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
WiedemTh Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 366 Registriert: 22.02.2005
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erstellt am: 24. Jan. 2008 12:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Hallo Thomas, bei Torsion sollten nur geschlossene Profile verwendet werden. Offene Profile haben bei Torsion fast keine Festigkeit. Die Formeln findest Du im Dubbel oder in anderen Nachschlagewerken. Thomas Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
BerntStein Mitglied Ingenieur
Beiträge: 176 Registriert: 15.01.2007
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erstellt am: 24. Jan. 2008 12:09 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Dir kann geholfen werden. Steht alles schön in: Martin Mayer, Titel weiß ich gerade nicht, guter allgemein-Überblick außerdem sehr schön und umfangreich abgehandelt in Bozina Perovic, Handbuch Werkzeugmaschinen (169.-) (super Grafiken und Tabellen die sehr schnellen Überblick schaffen) Steifigkeitsmässig liegen die Unterschiede laut M.Mayer bei guten 300 Spannungsmässig etwa Faktor 30. Die Zahlen werden in der anderen Literatur noch höher angegeben, was auf Unterschiede des Wandstärken/Querschnittsverhältnisses zurückgehen dürfte. Gültig sollten diese Zahlen etwa bis s=1/10*a bzw. b sein. Hilfreich für Verringerung der Torsion: Kopfplatte und runde oder Quadratische Querschnitte, außerdem Diagonal-Rippen. Im Prinzip kannst Du sozusagen bei Rechteckprofilen ein Quadrat-Profil rechnen aber mit der kürzeren Seite des Rechtecks... Torsion und Schlitze sind eine tödliche Kombination...ich weiß leider wovon ich rede, da ein Dienstleister genau das gerade verbockt hat. Merksatz: viel Hohlraum schaffen. So mehr Luft "eingeschlossen" ist - so besser Wenn du mehr Tipps brauchst: melde Dich! Grüssle Bernt
------------------ Mach was Du willst - aber will das richtige. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Tommy5110 Mitglied Diplomand
Beiträge: 18 Registriert: 10.01.2008
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erstellt am: 24. Jan. 2008 15:29 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Bernt. Besten Dank für die Hilfe. Nicht das ich so etwas Konstruieren möchte. In der Firma wo ich meine Diplomarbeit schreibe wurde genau das gemacht. Auf ein Vierkantprofil das auf Torsion beansprucht wird wurde ein schlitz reingemacht um etwas zu befestigen. Wollte das mal nachrechnen damit ich sagen kann das dass Profil um faktor x weniger aushält. Kennst du dich zufällig mit Förderbändern aus? Bei der diplomarbeit soll die Durchbiegung von Förderbändern untersucht werden. Weißt du ob man das als Fachwerk rechnen muss oder ist das vielleicht sogar möglich das man einen einfachen Biegebalken zugrunde legt? Gruß Thomas Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
horval Mitglied Verfahrenstechniker
Beiträge: 242 Registriert: 19.04.2003 Intel P4 2.8GHz, PNY_Quadro 980 3Gb RAM,WIN XP Pro SP1
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erstellt am: 24. Jan. 2008 17:19 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Zitat: Original erstellt von Tommy5110:
Bei der diplomarbeit soll die Durchbiegung von Förderbändern untersucht werden. Weißt du ob man das als Fachwerk rechnen muss oder ist das vielleicht sogar möglich das man einen einfachen Biegebalken zugrunde legt?
Gib doch mal mehr Details ------------------ Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Tommy5110 Mitglied Diplomand
Beiträge: 18 Registriert: 10.01.2008
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erstellt am: 24. Jan. 2008 19:16 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Horval. Das werde ich gerne machen. Aufgrund von unterschiedlichen Kundenwünschen möchte die Firma unterschiedliche Längen von Förderbändern bauen. Da die Konsolen für den Antrieb immer gleich ist möchten sie diesen "auf Vorrat bauen". Dazu soll ich ein Baukastensystem entwickeln. Wenn der Kunde ein Band haben möchte das z.B. 10m, 20m, 30 lang ist müssen die Stücke nur noch dawzischengesetzt werden. Dazu ist es notwendig das die Abstände zwischen den Stützen bestimmt werden, wegen der Durchbiegung. Auch muss die Verbindungsstelle (Schraubenverbindung) auf Festigkeit untersucht werden. Das Förderband besteht aus quadratischen Vierkantrohren mit senkrechten Vierkantrohren um das ganze zusammenzuhalten. Ich mache da auch gerne eine kurze skizze zu. Jetzt ist die anfängliche Frage ob man das nicht einfach als Biegebalken betrachten kann oder ob man da vielleicht wie an einem Fachwerk rangehen muss? Ich hoffe ich konnte es einigermaßen verständlich schildern. Gruß Thomas Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
BerntStein Mitglied Ingenieur
Beiträge: 176 Registriert: 15.01.2007
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erstellt am: 25. Jan. 2008 03:02 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Es sollte halt nicht ganz durchgehend geschlitzt sein. Und ob man das dann (wenn Schlitz nicht durchgehend) mit Handrechnung so einfach erschlagen kann, weiß ich nicht genau. Man kann in diesem Fall nämlich nicht die Torsion abschnittsweise berechnen (wie bei Wellen) und die Drehwinkel der Abschnitte am Schluß addieren! Das liegt daran, daß die geschlossenen Teile die Verwölbung des geschlitzten Teils dezent blockieren werden. Runde Profile (Wellen) haben keine Verwölbung und können daher so gerechnet werden. Abschnittsweise Rechnung wäre also seehr pessimistisch, oder wie man sagt : konservativ. Und : mit Förderbändern habe ich leider überhaupt keine Miete! Grüssle Bernt ------------------ Mach was Du willst - aber will das richtige. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Hohenöcker Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ingenieur
Beiträge: 2389 Registriert: 07.12.2005 Inventor 2023 Ich mag beide Arten von Musik: Country und Western! S-Fanclub
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erstellt am: 25. Jan. 2008 08:52 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Rechne das Förderband als Biegebalken und gut ist´s. Zum Thema Torsion: Mach eine Röhre aus Papier oder dünner Pappe und klebe die Längsnaht zu. Dann noch mal dieselbe Röhre, aber nicht zugeklebt. Damit kannst Du jedem den Unterschied demonstrieren. ------------------ Gert Dieter Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Wyndorps Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ingenieur
Beiträge: 4586 Registriert: 21.07.2005
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erstellt am: 25. Jan. 2008 09:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Zitat: Original erstellt von Hohenöcker: Rechne das Förderband als Biegebalken und gut ist´s. Zum Thema Torsion: Mach eine Röhre aus Papier oder dünner Pappe und klebe die Längsnaht zu. Dann noch mal dieselbe Röhre, aber nicht zugeklebt. Damit kannst Du jedem den Unterschied demonstrieren.
Festigkeitslehre für Vorgesetzte! Das ist einen 10er wert.
------------------ ---------------- "Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist." (Stanislaw Jerzy Lec) Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
vw-student Mitglied Berechnungsingenieur
Beiträge: 543 Registriert: 07.06.2005
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erstellt am: 04. Feb. 2008 17:52 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Ich habe das grad mal für zwei Varianten gerechnet. 1. Variante: dünnwandiges Rohr (geschlossener Querschnitt) tau_max=44/(pi*d^3)*M_t theta=98/(pi*d^4*G)*M_t 2.Variante: das gleiche Rohr nur durchgehend geschlitzt tau_max=1200/(pi*d^3)*M_t theta=24000/(pi*d^4*G)*M_t Das Torsionsmoment habe ich als konstant angenommen und die das die Verwölbung des Querschnitts nicht behindert wird. Schau dir am besten mal die Bredt'schen Formeln an. Der Unterschied ist schon erheblich.Faktor 27 bei der Spannung und Faktor 244 bei der Verdrillung. Ich hoffe ich hab mich nicht verrechnet. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
BerntStein Mitglied Ingenieur
Beiträge: 176 Registriert: 15.01.2007
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erstellt am: 04. Feb. 2008 21:34 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
...Faktor 244 beim Drillwinkel kommt gut hin. Je nach Verhältnis Wandstärke/Kantenlänge des Querschnitts werden die Faktoren 300 und mehr angegeben. Spannungsfaktor etwa 10% davon. Grüssle Bernt ------------------ Mach was Du willst - aber will das richtige. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
günni19 Mitglied Ing
Beiträge: 225 Registriert: 27.10.2004 AutoCad 2004 VISUAL C++ .NET 2002/2003
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erstellt am: 05. Feb. 2008 11:17 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Servus zusammen, die Antwort kann man sich eigentlich selber herleiten, Wt= 2*Am*s für kleine Wadnstärken. Am ist dabei die Fläche die von deinen Spannungslinien eingeschlossen wird. Wird nun das Bauteil (Form total egal) geschlizt, so wird Am auf die Materialfläche reduziert. Somit ist auch der krasse abfall des Wiederstandmomentes zu erklären. Gruß Günni Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
BerntStein Mitglied Ingenieur
Beiträge: 176 Registriert: 15.01.2007
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erstellt am: 05. Feb. 2008 19:46 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
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Tommy5110 Mitglied Diplomand
Beiträge: 18 Registriert: 10.01.2008
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erstellt am: 07. Feb. 2008 14:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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vw-student Mitglied Berechnungsingenieur
Beiträge: 543 Registriert: 07.06.2005
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erstellt am: 07. Feb. 2008 17:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
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matl Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 32 Registriert: 25.10.2002
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erstellt am: 15. Mrz. 2008 13:11 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Hallo, Also eure Auffassung der Bredtschen Gleichung kann ich nicht nachvollziehen. Kein geschlossener Körper bedeuten keine eingeschlossene Fläche und somit ist die Formel nicht anwendbar. Das einzige was ich bestätigen kann (aus Grundlagen Gestaltung Schweißkörper) ist das der Faktor der Torsionssteifigkeit von geschlossenen zu offen Körper >100 ist und daher extrem rißgefährdet sind. Hab im Anhang mal ne Skizze gemacht, wie ich den Kraftfluß in Erinnerung hab. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
vw-student Mitglied Berechnungsingenieur
Beiträge: 543 Registriert: 07.06.2005
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erstellt am: 17. Mrz. 2008 15:58 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Tommy5110
Man kann die Bredtschen Formeln mit leichter Modifikation für offene Profile anwenden. Man denkt sich einfach das offene Profil als unendlich viele ineinander geschachtelte geschlossene Profile!!! Die 1. Bredtsche Formel sagt ja aus, dass bei geschlossenen Profile die Schubspannungen an der Stelle, der geringsten Wandstärke maximal ist. Bei offenen Profil verhält es sich genau anders herum!!! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |