Berechnung CFK-Flächenverbinder mit Stützstoff

Hallo Zusammen,

Ich plane grade einen Hangflieger durch mit 2 m Spannweite. Ich habe die Holme und die Flächensteckung mit dem Excel-Tool von Baron gerechnet. Ich kriege einen Querschnitt von 200 mm² den ich auf 10 x 20 mm² verteilen will. Rein rechnerisch sind das 133 Rovings was ca. 30 m bzw. 50 g trocken entsprechen würde.
Jetzt bitte keine Diskussionen von wegen überdimmensioniert. Aber n=50 g bei 2,5 kg aufbalastiert geben einfach ein sicheres gefühl.

Jetzt bin ich am überlegen die Steckung hohl bzw. mit Stützstoff zum machen. Aber ich weiß nicht wie ich das berechnen muß. Meine Erinnerungen an das Nebenfach Statik haben sich irgendwie damals nach den Klausuren verflüchtigt.

Kann mir jemand kurz auf die Sprünge helfen wie ich das zu rechnen habe?

Gruß

Andi C.

Hallo Andi,

hier ein Beispiel ohne Mathe:

Holmverbinder: 26mm breit, 16mm hoch. Darin enthalten sind zwei quadratische Hohlräume jeweils 10 X 10mm. Das ergibt drei senkrechte Stege mit je 2mm Wandstärke. Die Gurte (oben und unten) sind dementsprechend jeweils 3mm dick.
Gefertigt wird der Verbinder aus:
24 Stück C40 jeweils oben und unten. Jeder 10mm Kern wird mit einem Kohleschlauch separat, und beide zusammen nochmals mit einem Kohleschlauch überzogen.
Laminiert wird mit L285. Bei ca. 35° entsprechnd getempert.

Dieses Gerätchen wurde auf einer Meßmaschine praxisgerecht geprüft.
Der Verbinder versagte bei einer Last von 1400 kg!!

Nach Augenmaß hatte ich dann beschlossen: "Da können wir Material sparen".
Während eines 2wöchigen Modellflugurlaubs stellte sich dann heraus, dass der Verdinder jeglicher Flugbelastung (übrigens auch an einer 2,7kw-Winde mit Gegenwind) gewachsen ist.
ABER...
Bei verunglückten Gebirgslandungen (Fläche berührt einseitig Boden oder Wiese) bricht der Verbinder, bevor die Flächen ernsthaften Schaden nehmen!

Das Modell hat eine Spannweite von 3200mm und ein Gewicht zwischen 2400 und 3000g.

Was ist die Erkenntnis? Biegelast ist nur eine der auftretenden Kräfte. Heblarm, Geschwindigkeit, Massenverteilung, Kraftangriffsrichtung usw. sind was anderes. Und da hört schnell das Rechnen auf, und es wird geschätzt.

mfg
Paul

Hallo Andi,

aufballastiert fliegen unsere F3B-Modelle wir mit vollem Verbinder (entweder voll CFK oder Vollstahl ). Macht ja kein Sinn einen Leichtbauerbinder in einem ballastierten Modell zu fliegen, wenn man mit 45 Minuten Aufwand einen Vollverbinder anfertigt.

Der Verbinder hat die Maße 22 breit und 15mm hoch bzw. bei meinem alten Modell 16mm hoch.
Die folgenden werden 30mm breit sein. Wir wollen einfach die Gurtbreite komplett nutzen.

Auch die hohlen Verbinder halten, biegen sich aber etwas mehr (so ab Anstechen aus mehr als 300m mit Harten Wende bzw. engem Rechtecklooping) wird der Unterschied sichtbar.

Mach Dir mal genauso viel Gedanken um die Verbindertaschen, Stegankopplung usw.

Hans

Was Du berechnest ist das max Biegemoment! Jetzt nimmst Du die max zulässige Spannung für das CFK und einen Sicherheitsfaktor und berechnest damit das NOTWENDIGE Widerstandmoment.
In http://de.wikipedia.org/wiki/Widerstandsmoment suchst Du nach Hohlprofi (ganz unten) und rechnest ein bischen.
Mach ein Excel und stells hier rein, dann wird weitergeholfen, wenn´s klemmt.

Gruß,
Bernd

Andi C. schrieb:

Hallo Zusammen,

Ich plane grade einen Hangflieger durch mit 2 m Spannweite. Ich habe die Holme (...) mit dem Excel-Tool von Baron gerechnet.

Zum Vergrößern anklicken....

Wenn du schon die Holmgurte mit dem Excel-Blatt berechnet hast, dann ändere doch einfach im ersten Tabellenblatt die Holmbreite auf Verbinderbreite und erhöhe die Beplankungsdicke soweit, daß Holmhöhe=Verbinderhöhe wird. Dann wird der Verbinder genauso wie der Holm gerechnet, und weil er halt niedriger und evtl. schmäler ist, werden die Verbinder-Gurte stärker als die Holm-Gurte.

Ich habe die Berechnung eines Verbinders mit Stützstoffeinlage in meinem Excel-Programm jetzt eingefügt. Schaut mal auf die Seite "Flächenverbinder" und dort unter der Tabelle.
Oh, wer das noch nicht kennt, ich habe das Excel-Programm auf meiner Homepage unter "Downloads".

Hallo Zusammen,

Vielen Dank an Christian, der das ganze in sein Excel-Tool eingefügt hat.

Jetzt die Ernüchterung für mich. Ich habe das durchgerechnet und muß leider feststellen, dass ich der Verbinder so nicht in die Fläche zu kriegen ist.

Dafür habe ich gestern den Verbinder in voll laminiert mit 20 x 10 und 4°. Die Form habe ich aus Alu-4-Kant aufgebaut. Mal sehen wie der Verbinder wird.

Die Tasche habe ich auch auf ein Alu-Profil laminiert. Die ca. 1,5 mm.

Wegen Stegankopplung etc.:

Das ganze kommt in eine Positiv-Fläche rein. Die Vertiefung für die Holmgurte werden gleich mitgeschnitten (CNC).Ich werde zuerst die Verbindertaschen mit 5min inm Schaum fixieren. Dann werden die Gurte laminiert. Der Verbinder soll direkten Kontakt mit den Gurten haben. Nach dem Aushärten wird der ganze Holm aus der Fläche getrennt und die Stegbeschichtung aufgebracht. Entsprechend stärker im Bereich der Tasche. Tasche wieder mit direkten Kontakt zum Steg. Ansonsten Auffüllen des Hohlraumes mit Harz/Baumwoll. Verpresen der Stege im Vakuum. Vor dem Wiedereinkleben in die Fläche wird die Stegdicke von der Fläche abgeschliffen.

So habe ich das zumindest geplant. Anderen Vorschlägen stehe ich offen gegenüber.

Gruß

Andreas