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Hallo,
Ich bin durch google auf dieses Forum gestoßen und bitte um eine kleine Hilfe. Den Stoff hab ich vor Jahrzehnten gelernt und bin gerade etwas stuzig und leider vergisst man auch vieles wenn man es lange nicht angewendet hat. Ich möchte einen einfachen Drehmomentsensor durchrechnen, Bauform ist Hub-spocket, das heisst Motor in der Mitte anmontiert an Sensor, außen ist die Last montiert. Vom inneren Zylinder zum äußeren Zylinder sind 6 "Speichen"-Balken montiert. Das ganze ist ausgefräst und besteht aus einem einzigen Werkstück.

Wichtig ist mir vor allem die links-rechts Drehung. Durch die Biegung der Balken kann ich den Drehmoment messen. Mein Problem ist jedoch, dass dabei ja keine Längenänderung der Balken entstehen kann, sich diese jedoch biegen.
Wenn ich keinen Denkfehler habe, muss ich dies ja berücksichtigen. Meine Frage ist nun, wie kann ich bei der normalen Balkenbiegungsberechnung mit Drehmoment dies in die Formel einbauen. Oder ist das komplett anderes Thema und die müssen nicht miteinander verrechnet werden?
Meine Denkweise ist, dass wenn sich der Balken biegt dieser ja länger werden muss, was wiederum die Biegung reduziert da die Kräfte woanders kompensiert werden. Im Modell auf beiden Seiten einer Speiche ein Festlager zu nuten ist zwar logisch, aber in diesem Ansatz ist dann nicht vorhanden, dass sich diese relativ zueinander verschieben können.

Falls mir jemand helfen kann wäre ich sehr dankbar.

Grüße Martin

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Willkommen bei CAD.de.

Natürlich können wir Dir helfen.
Aber zuvor ist noch einiges abzuklären.
Soweit ich weiß sind Momente nicht direkt zu messen, sondern nur eine Kraft in einem bestimmten Abstand.

Metalle haben einen E-Modul. Das heißt wenn man eine Konstruktion belastet gibt alles irgendwo nach. Aus der Dehnung und der Flächenträgheit läßt sich dann die Belastung errechnen.
Die Dehnung an der Oberfläche läßt sich z.B mit DMS-Stefen messen.

Ohne ein paar Skizzen versteht Dein Problem hier niemand.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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torquesensor.gif

Hi, danke erstmal
Klar dass man Drehmomente nicht direkt messen kann, allein die Einheit [Nm] ;-)
Habe eine Skizze gemacht. Ich nutze DMS(rote Striche). In der gelben Mitte ist sozusagen ein Motor befestigt, am grünen Rand meine Last. Durch das verbiegen möchte ich dann mit den DMS das Drehmoment messen.

Falls noch Unklarheiten sind, immer gerne. Bin um jede Hilfe froh. Komme bei dem Thema einfach nicht weiter 

Gruß Martin

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Hallo Martin, und Herzlich Willkommen!

Ja, die DMS-Biegespeichenräder! Das ist eine altes, anscheinend nicht totzukriegendes Prinzip, das einfach erscheint, aber voller Tücken steckt und keineswegs optimal ist - so zumindest meine Erkenntnis aus etlichen Jahren in der Maschinen-Messtechnik während meiner Hochschulzeit.

Deine Bedenken bezüglich der Funktion dieser Speichenräder sind völlig korrekt, allerdings zeigt sich ein Effekt dieser Zusammenhänge erst bei größeren Auslenkungen in Form einer nicht mehr linearen Kennlinie. Ab wo die Auslenkung "größer" zu nennen ist, hängt von den Umständen ab. Problematisch ist vor allem, dass Du mit den Biegespeichen einen in Messrichtung sehr nachgiebigen Sensor bekommst. Außerdem gibt es die tollsten Quereinflüsse, die muss man alle berücksichtigen oder durch mechanische Entkopplung sauber ausschließen.

Besser ist (und so sind die meisten professionell angebotenen DMS-Kraftaufnehmer auch gebaut), ein Schubfeld zu erzeugen und dessen Schubverformung zu messen. Diese Bauweise ist insgesamt steifer. Ich würde eher in diese Richtung versuchen zu entwickeln.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Für dynamische Messungen sind Piezo Sensoren besser geeignet.

z.B.: http://www.kistler.com/de_de-de/KistlerCountryHome_KIG

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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