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Hallo,

eine Frage die mir immer wieder im Kopf herumschwirrt  :

welche Kraft wirkt wenn ein Körper mit einer Geschwindigkeit und einer bestimmten Masse auf einen anderen Körper trifft, dabei aber(sonst wärs ja einfach) die Verzögerung bzw. Verformung beim Aufprall nicht bekannt ist?

Beispiel Anschlag:

Ein Pneumatikzylinder schiebt einen Führungswagen mit der Masse M=1kg und einer bestimmten Geschwindigkeit V=1m/s gegen einen Anschlag(Stahlplatte). Wie könnte man da denn die resultierende Kraft ermitteln? Ich gehe jetzt von einer Linerarführung und einem Wagen mit umlaufender Kugelkette aus.

Beispiel angetriebene Rollen fördern eine Masse:

Was passiert wenn eine Masse m=7000 Kg über angetriebene Walzen V=1m/s gegen einen Anschlag (Stahlplatte) schieben? Wie groß ist dabei die resultierende Kraft?

Vielleicht kann mir hier jemand einen Lösungsansatz sagen, ich habe leider keine Ahnung wie ich ohne Verzögerung sprich Verformung auf ein Kraft kommen kann    Eventuell fehlt mir da das richtige Puzzlestück.

Ich stelle die Frage mal hier im HE weils jetzt nicht direkt eine Maschinenelemente Berechnung sein soll und hier die Community auch stark vertreten ist.

gruß Heiko

[Diese Nachricht wurde von Press play on tape am 15. Jul. 2010 editiert.]

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ist doch einfach,
die Kraft ist unendlich   

Nee im Ernst, ohne Annahme einer Verzögerung kommst du meiner Meinung nach nicht zum Ziel.

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Grüße Matthias

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Hi,
Ich wuerde sagen, dass Du e=v(1)-v(2)/v'(1)-v'(2) den sogenannten oder auch "Koefficienten of Restitution" haben musst, um eine solche Berechnung vornehmen zu koennen. D.h. wenn e=0 kleben die beiden Koerper zusammen und wenn e=1 waere der Aufprall so, dass beide Koerper weiter machen wie vorher nur in entgegengesetzten Richtungen. Das bedeutet aber auch, dass die Bremsbeschleunigung und damit die Aufprallkraft theoretisch unendlich gross waeren.
Gruss

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Kraft ist Masse mal Beschleunigung.

(Verzögerung ist auch eine Beschleunigung)

Zu der gegebenen Geschwindigkeit ist auch noch eine Zeit nötig, in der die Verzögerung stattfindet)
http://www.emath.de/Mathe-Board/messages/10/1507.html?1079118945

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Was nicht passt, wird passend gemacht!!
   
    

[Diese Nachricht wurde von geos01 am 15. Jul. 2010 editiert.]

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Hallo,

Da ja beide Teile keine plastische Verformung erleiden sollen, verlierst du nur ein bissel Energie durch die innere Reibung, welche wir einfach mal vernachlässigen.

Des weiteren nehmen wir einfach mal an, dass die gesamte kinetische Energie allein von der Platte aufgenommen wird und vernachlässigen ihre eigene Massenträgheit.

I) kinestische Energie der Masse = 0.5 * m * V^2

II) elastische Energie = F * s

III) s = ( F  * l^3 ) / ( 3 E I )  { wenn die Platte zB als Biegebalken fungiert )

I+II) F = 0,5 * m * V^2 / s

+III) F = f ( l, E, I, V, m ) { alles bekannt }

Als weitere Kriterien noch die maximale Biegespannung und Pressung hinzunehmen, bischen Daumen dabei und fertig ist die Laube.

Durch Massenträgheiten und innere Reibung, hopst die Walze ein bischen herum und kommt irgendwann zum erliegen. 

Ich weiß, dass das nicht besonders genau ist... Da ich jedoch kein Physiker bin, erlaube ich mir das mal so. Zur ersten Ännährung sollte es auf jeden Fall genügen.

Wenn man das wirklich definiert haben will, hilft nur eine Vorgabe von Weg und Dämpfung.

Grüße,

Gollum

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Man findet immer dort besonders viel Chaos, wo man nach Ordnung sucht. Das Chaos besiegt die Ordnung, weil es besser organisiert ist.

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 15. Jul. 2010 editiert.]

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Hallo,

sorry daß ich mich solange nicht gemeldet habe. Danke erstmal für die Antworten. Was Gollum hier gerechnet hat kann ich gerade nicht ganz nachvollziehen, in Teil 3 kommt "f" hinzu, soll das die Durchbiegung sein? Ich werde das mal genauer betrachten wenn ich mein Tabellbuch zur Hand habe.

Vielleicht ist mein Ansatz aber auch völlig falsch? Ab welcher Energie ist denn ein Finger gebrochen wenn ein Pneumatikzylinder eine Masse bewegt mit ca. 0,25Kg wenn die Masse mit voller Geschindigkeit gegen den Finger Knallt an einer Quetschstelle, also wenn ich einen Hammer nehme ihn auf meinen Finger lege passiert nichts, wenn ich ihn aus 2cm fallen lasse passiert auch noch nichts aber wenn ich aushole dann ist der Finger gebrochen.

gruß Heiko

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[Edit]

[Diese Nachricht wurde von Oberli Mike am 09. Apr. 2011 editiert.]

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Hi,
Stimmt schon im Ansatz, nur muss man dabei beachten, da wir im Grunde genommen von einer Feder (Platte) reden, dass in der Formel fuer P.E der Feder mit "F" nicht die Spitzenkraft sondern der Durchschnitt gemeint ist und dass die Aufhaengung der Platte sicherlich nicht so ist, wie angedeutet. Im Grenzfall (vollkommen unelastisch) kann man die Kraft durch Messung der Abpralldistanz berechnen - wird am Ende wohl irgendwo dazwischen liegen.

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Hallo und einen schönen Tag Heiko.

Wie sieht es mit dem Impulserhaltungssatz als Ausgangstheorie aus?

Gruß
ThoMay

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Zitat:

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Original erstellt von ThoMay:
Hallo und einen schönen Tag Heiko.

Wie sieht es mit dem Impulserhaltungssatz als Ausgangstheorie aus?

Gruß
ThoMay

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wenn Du mit dem weitermachst, stehst Du wieder unweigerlich vor der Verformung bzw. Verzögerung

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Zitat:

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Original erstellt von Press play on tape:

Was Gollum hier gerechnet hat kann ich gerade nicht ganz nachvollziehen, in Teil 3 kommt "f" hinzu, soll das die Durchbiegung sein? Ich werde das mal genauer betrachten wenn ich mein Tabellbuch zur Hand habe.

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Mein Ansatz geht über die Energiehaltung, mit den genannten Eischränkungen.

f ( I, l, m, V, E ) bedeutet nur, dass die Kraft F über eine Funktion bestimmt ist, welche I, l, m, V, E als Variablen enthällt. Das hab ich nur gemacht, weil ich zu bequem war, die Formel umzustellen.

Reich ich aber gerne nach:

I) kinestische Energie der Masse = 0.5 * m * V^2

II) elastische Energie = F * s

III) s = ( F  * l^3 ) / ( 3 E I ) 

I+II) F = 0,5 * m * V^2 / s

I+II+III) F = { ( m * V^2 * E * I ) / ( 2 * l^3 ) } ^0.5

Bei III) ist in meinem Fall die maximale Durchbiegung für einen Kragträger, welche am Ende mit einer Kraft F belastet wird. An dieser Stelle man jetzt alles mögliche Einsetzen.

Für eine Druckfeder wäre III) zB s = F * C ( Federkonstante )

I+II+III) F = f ( m, V, C) = { ( m * V^2 ) / ( 2 * C ) } ^0,5

Um jetzt entscheiden zu können ob die Teile das ganze Schadlos überstehen, muss zu für die jetzt bekannte Kraft die Spannungen berechnen. Hier würden dann auch solche Dinge wie der Anwendungsfaktor etc. einfliessen können.

IMHO scheint dieser Ansatz garnicht so verkehrt zu sein...

Grüße,

Gollum

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Man findet immer dort besonders viel Chaos, wo man nach Ordnung sucht. Das Chaos besiegt die Ordnung, weil es besser organisiert ist.

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 19. Jul. 2010 editiert.]

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