Flächensteckung als Alu- CfK- Abachi Sandwich

Guten Abend Gemeinde

ich greife dieses alte Thema nochmal auf, weil ich gern mein Konzept mit Euch diskutieren möchte. Der ein oder andere erinnert sich vielleicht an mein Projekt:
ASW15b 1:2,5 6m Spannweite; Gew. Rumpf: ~8-10kg Gew.Flächenpaar: ~5kg; Wurzeldicke: 62mm
Da ich keinen klassischen Holmverbinder herstellen kann möchte ich folgende Steckung erstellen



Ich denke die Zeichnung ist selbsterklärend.
Mit Hilfe der Holmberechnungsprogramme von Ch.Baron und Müller müßte eine solche Steckung den auftretenden Belastungen standhalten.
Gemäß dieser Berechnungen müßte ein Gurt aus 50 Rovings oben und unten bei einer Holmhöhe von 37 mm ausreichen. Mehr als 37 mm sind nicht möglich, da ich die V-Form des Seglers berücksichtigen muß. Bei meiner Steckung sollen die Aluschienen die Scherkräfte aufnehmen.

Wie ist eure Meinung dazu?

Wie ist eure Meinung dazu?

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Das Alu wird im Verbund nicht funktionieren und zu Delaminationen führen. Wenn Du das Alu wegläßt und den Kohleschlauch durch Glasschlauch ersetzt, sehe ich Chancen. Das Abachi solltest Du dabei als Mehrschichtlaminat aufbauen, also GFK/Abachi/GFK/Abachi/.../GFK.

CFK als Steg ist problemtisch, weil der Steg dann extrem überdimensioniert werden muß. Kohle ist steif. Die Gurte sollten den Bruch definieren, denn die können das. Ein CFK-Steg läßt aber gar nicht so viel Biegung zu, daß die Gurte versagen! Das heißt, bei CFK-Schlauch versagt der Holm, weil der Steg explodiert. Die Holmgurte könnten aber lässig das doppelte und dreifache an Festigkeit bringen - wenn nicht der Steg vorher explodieren würde!!! Ohne Steg ist ein Holm so viel wert wie Unterhosengummis.

Deswegen: Laß das Alu und den CFK-Schlauch weg. Bau nur klassische CFK Gurte mit Glasschlauch und +/-45° Glasgewebe im (senkrechten) Abachisteg und Du hast einen Verbinder, der hält. Deine jetztige Konstruktion vereint aus meiner Sicht alles, was gefährlich ist und versagt damit erheblich früher als eine solche Konstruktion. Jetzt verschwinde ich aber schnell und überlasse Yeti das Feld...
Siggi

Hi Siggi !

Original erstellt von Hartmut Siegmann:
... und +/-45° Glasgewebe im (senkrechten) Abachisteg

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+/- 45° bei Bauteilen die auch auf Torsion beansprucht werden ist mir klar; also z.B. Flügel oder Rumpf. Eine Steckung wird aber doch überwiegend auf Biegung (Zug/Druck) belastet. Da wäre es doch besser, die Kette längs der Steckung laufen zu lassen. Man könnte doch sogar unidirektionales Gewebe benutzen (ca. 90% Faseranteil in Längsrichtung). Oder halt dann eine Lage Längs, eine zweite +/- 45 Grad.

Wobei wenn ich so schreibe beschleicht mich ein Gefühl der Unsicherheit Krieg ich auf die (rechteckige!) Steckung jetzt Torsionskräfte drauf oder ja oder vieleicht doch nicht ?

Danke + Grüße TurboSchroegi

Eine Steckung wird aber doch überwiegend auf Biegung (Zug/Druck) belastet.

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Was heißt Biegung? Der obere Holmgurt wird zusammengedrückt, der untere wird gezogen. Welche Belastung hat der Steg dabei auszuhalten? Schub! Deswegen 45° beim Steg, wegen der Schublasten zwischen den Gurten. Hinter "Torsion" steckt auch eine Schubbelastung, aber in einer anderen Koordinatenachse, zumindest wenn man ein infinitesimal kleines Element am Holm betrachtet.

Einen Holm torsionssteif zu machen ist ziemlich sinnlos, weil der Querschnitt zu klein ist. Der Flügel hat eine um Größenordnungen höhere Torsionssteifigkeit, weil er im Profilschnitt einen dramatisch größeren Querschnitt umschliesst. Deswegen übernehmen Torsionsstifte diese Aufgabe der Torsion und nicht der Rechteckverbinder - er kann es schlichtweg nicht bzw. nur unzureichend! Der Sinn des "Diagonalgewebes" im Steg liegt nur in der Beherrschung der durch die Gurte erzeugten Schubbelastung.

Deswegen ist ein senkrechter Holzsteg nicht besser als ein horizontaler, ein diagonaler wäre ideal, sofern keine GFK-Verstärkungen vorhanden sind. Der senkrechte Steg wird nur deswegen eingesetzt, weil er das Knickversagen der Gurte bei falscher Dimensionierung des GFK etwas hinauszögert, aber eigentlich darf bereits dieses Versagen nicht auftreten! Denn wenn ich auf diesen Versagensfall zurückgreifen muß, hat bereits vorher der Steg (=das GFK im Steg) versagt! Der Steg ist faktisch bereits kaputt und erst dann spielt die Orientierung des Holzes eine - wenn auch geringe - Rolle. Deswegen genügt es, das GFK im Steg richtig zu dimensionieren und dann kann man in aller Seelenruhe das Holz so einbauen, wie es wächst: In Längsrichtung.
Siggi

Moin zusammen!

@ TurboSchroegi: Nicht nur Torsionsmomente rufen eine Schubbelastung hervor, sondern auch Querkräfte. Und Querkraft gibt es in der Steckung reichlich, denn irgendwie muss das Biegemoment ja abgesetzt werden.

Hier noch mal schnell die beiden Bilder aus dem anderen Fred:


Kräfte am Flügelanschluss


Schubbelastung infolge Querkraft

Der Steg erfährt 3 Belastungen:

- Schub infolge Querkraft
- aufgezwungene Längsdehnung durch die Holmgurte (aus diesem Grund nimmt man GfK und kein CfK, weil dabei im steiferen Material höhere Spannungen erzwungen würden)
- Abtriebskräfte der Holmgurte (bei Biegung will der gedehnte Zuggurt sich auf den gestauchten Druckgurt zubewegen)

@Heinrich: Ich glaube, wir reden immer noch von verschiedenen Dingen, wenn ich "Schub" sage und du "Scherkraft". Ich versuche es ein anderes Mal besser zu erklären (da war ja noch das Versprechen an Koku).

Was passiert in deiner Steckung? Der Holzsteg übernimmt die Schubbelastung. Die Schubübertragung erfolgt über die Verklebung zwischen Gurt und Holzsteg. Ein Teil der Schubbelastung übernehmen auch die Alu-Profile über die Verklebung auf den Gurtaußenseiten. Weil die Alu-Profile irgendwann aufhören, muss der Schub wieder raus. Und zwar über die seitliche Verklebung der Profile mit dem Holzsteg und in den CfK-Schlauch. Ob der CfK-Schlauch dabei überhaupt relevant zur Schubübertragung beiträgt, hängt von der Steifigkeit des CfK-Schlauchs im Verhältnis zum Holzsteg ab (CfK ist zwar das steifere Material, aber der Schlauch hat eine viel kleinere Wandstärke.

Ich würde dir folgende Modifikation vorschlagen:
Anstelle des CfK-Schlauches verwendest du Glasfasergewebe (diagonal) oder GfK-Schläuche. Die Alu-Profile klebst du hinterher auf den fertigen Holmstummel. Festigkeitsmäßig haben sie dann keine Funktion, aber sie schützen die Fasern und ermöglichen eine genaue Passung.

Irgendwann mal mehr dazu...

Gruß Yeti

Hallo Heinrich,

warum sollst Du keinen klassischen Holmverbinder herstellen können ?
Natürlich kannst Du, hier ein Vorschlag:

Die Hälfte der Steckung hast Du doch schon fertig. Du weist bereits, welchen Querschnitt und wieviel Rovings der Holmverbinder haben muß, um zu halten.

Als nächstes besuchst Du den Baumarkt deines Vertrauens und machst halt bei den Aluprofilen. Dort findest Du offene Profile die, von der Stirnseite aus gesehen, wie ein Rechteckimpuls ausschauen. Da nimmst Du den, der mindestens dem erforderlichen Querschnitt des Holmverbinders entspricht.
Dieses Aluprofil ist nun die fast fertige Negativform des HV - nachdem Du oft genug gewachst und poliert hast, kannste mit dem Einlegen der getränkten Rovings beginnen.
Irgend wann ist die Form (leicht über-) voll und der schwierigste Teil der Arbeit kommt auf Dich zu.

Warten !

Wenn alles knochentrocken ist, schleifst Du den HV, noch in der Form gebettet, kopfüber auf langem Schleifpapier liegend, plan, bis das Alu an den Flanken zu glänzen beginnt.

Mit Gummihamer und Schraubendreher überzeugst Du anschliessend die Form, das es nun Zeit ist, die Kohlestange los zu lassen und schwupps, haste einen HV vor Dir liegen.

Wie man eine dazu passende GfK - Hülle basteln muß, weist Du ja !

Ey sach ma, fliegst Du deine 15`er diese Jahr in Roth ?

mfG

Harry

[ 06. Februar 2003, 14:51: Beitrag editiert von: Milan ]

@ FlyHein,
bau dir doch einen Holmverbinder mit V-Forn.der zudem noch konisch ist,haben wir für unseren Tandem-Falken auch gemacht.Zu sehen unter:
http://www.balsafluegel.de Werft/Tandem-Falke oder
http://www.familie-guse.de/Modellflug/Tandemfalke/tandemfalke.html
Der Formbau ist nicht aufwendig und ist an einem Abend locker zu schaffen

Sebastian

Guten Abend zusammen

und vielen Dank für Eure bisherigen Antworten. Ich denke die positive Kritik von Hartmut und Yeti haben mich vor schlimmem (=platzendem Verbinder) bewahrt.

@Yeti & Hartmut
während meines Chemiegrundstudiums hab ich vor über 20 Jahren mal 2 Semester Physik belegen müssen, mir fehlt aber grundlegendes Wissen um "Kräfte, Momente, Schub, Zug, Biegung ....." so wie Material-Spezies mit diesen Begriffen jonglieren.
Ich weiß auch nicht ob wir das Gleiche meinen wenn wir von einem Holm sprechen. Natürlich verbindet ein Holm die Flächenober- und -Unterseite einer Tragfläche, und setzt sich für mich aus wenigstens zwei Komponenten zusammen. Nämlich den beiden Holmgurten (Oben und unten) und dem dazwischen liegenden Steg, der die Gurte auch bei "Biegung" auf Abstand halten soll (Zitat: Aufnahme der Schubkräfte) und nicht einknicken darf. Die Zugkräfte werden vom unteren Gurt aufgenommen, die Druckkräfte vom Oberen.
Wenn ich euch richtig verstanden habe, ist der bei mir bisher heimische Gedanke, den Steg mit vertikaler Faserrichtung zwischen die beiden Gurte anzuordnen nur bedingt richtig. In dem Augenblick, wo der Steg die Schubkräfte der beiden Gurte nicht mehr aufnehmen kann, "Bäng", er explodiert.... und ich wundere mich warum der Flieger trotz ausreichend dimensionierter Gurte abmontiert? Also muß ich nicht nur die "Belastung der Gurte (Zug- und Druckkräfte) ermitteln sondern auch die Schubkräfte kennen um durch richtige Dimensionierung des diagonal angeordnete GfK-Gewebes diese aufnehmen zu können. Aber wie....? Oder reicht hier das Motto:"Viel diagonales Gewebe hilft viel...".
Also wenn mir noch jemand zeigt, wie ich die Auslegung des diagonalen Gewebes ermittele dann werde ich den Holm (Flächenverbinder) wie von Yeti vorgeschlagen aufbauen. Allerdings mit der Abweichung eines GfK/Abachi-Sandwich als Steg.
Ist dieser Flächenverbinder dann ausreichend um das "Schwingen" der Flächen bei stümperhaften Landungen nach vorn und hinten zu verkraften. Es wäre mir äußerst "peinlich", wenn mein Verbinder zwar alle mir möglichen Flugmanöver mitmacht, sich bei der verpazten Landung dann aber verabschiedet.

Fragen über Fragen......

@Milan
Hi, wie gehts bei euch im Süden?
Nein ich werde die ASW nicht mit zur DM bringen, so schnell schaff ich das nicht (Beruf, Familie, Freunde, Vereinsarbeit....). Ausserdem hat meine 5m LS den restlichen Sommer gut überstanden und wartet sehnsüchtig auf ihren Einsatz zur F-Schlepp DM 2003.

@Milan & seppel
Als "Umwelt-Fuzzi" muß ich "Ressourcen" sparen, sowohl die der Natur als auch die in meinem Portemonaie. Deshalb kann (will) ich nur dort Kohle (doppeldeutig!) einsetzen wo es meiner Meinung nach Sinn macht. In dem Beitrag
Flächenstahl durch Carbon ersetzen hab ich gelernt, das die Kräfte mittels Holmgurten und dem dazwischen liegenden Steg beherrscht werden müssen. Mein Fazit daraus ist: ein Steckverbinder aus Voll-Kohle oder Voll-GfK ist "Perlen vor die Säue werfen". CfK bei den Gurten: JA; beim Steg reicht ausreichende Dimensionierung aus Abachi/GfK-Sandwich. Die gesparte Kohle setz ich lieber an anderer Stelle ein.

In diesem Sinne erwarte ich eure Beiträge.

[ 07. Februar 2003, 09:57: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hallo Flyhein,
Du hast doch bei der Auslegung mit meinem Excel-Programm die Laminatdicke für ein Glasfaserlaminat des Steges automatisch mit bestimmt (findest Du ganz weit rechts in der Ergebnistabelle). D.h. die Ergebnisse liegen Dir in Form von mm-Angaben an den berechneten Stellen vor. Mit der Dicke der üblichen Glasgewebe, zu finden in den Herstellerlisten, z.B. von Interglas, kannst Du leicht abschätzen, mit wie vielen Lagen welchen Gewebes Du die nötige Dicke erreichst.
Den Beiträgen von Yeti und Siggi kann ich nur zustimmen.
Gruß
Christian

Hallo Christian Baron

Schön von dir/ihnen zu lesen...

Wenn ich in deiner Excel-Tabelle ganz rechts schaue sind die beiden Spalten betitelt mit:

• * Dicke der Stegwand (in mm)
• * Schubkraftbeanspruchung des Stegkerns (in N)

Wenn ich nun hingehe und die Berechnung des Tragflächenholmes so verändere, daß mit den Höhen des Verbinders gerechnet wird - also nicht mehr mit 16% Dicke sondern mit 10% Dicke (~37mm)- dabei aber die anderen Bedingungen wie Gewichte, Spannweiten, ca und Vmax gleich lasse, erhalte ich die benötigte Dicke der GfK-Beschichtung des Steges am Maximalwert in der Rumpfmitte. Das "Füllmaterial" des Seges verliert dann völlig an Bedeutung.
Richtig?
Wenn der Gedanke richtig ist, müßte ein GfK-Schlauch - nicht CfK - mit 0,3mm Wandstärke ausreichen. Dieser müsste einer Schubkraftbeanspruchung von ~415 N standhalten. Allerdings bin ich bisher davon ausgegangen, daß die Daten in deinem Sheet "Berechnung der Werte" sich auf CfK-Rovings beziehen. Der Aufwand für die modellbauerische Umsetzung ist damit nicht der Rede wert.
Ist ein so ausgelegter Flächenverbinder auch in der Lage das vor- und Zurückschwingen der Flächen bei unsanften Landungen aufzunehmen?

N' schönen Abend noch, und auf die Antworten bin ich gespannt.

[ 07. Februar 2003, 10:00: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hallo FlyHein,

bei einem dreifachen eingeflogenen Rittberger bei der Landung kann Dir, sofern falsch gelagert, jeder Verbinder beschädigt werden.

Deshalb sollte der Verbinder den Rumpf gar nicht berühren. Also das Loch durch den Rumpf so groß machen,dass rund um den Verbinder, vor allem nach vorn und hinten, reichlich Luft bleibt. Die Kraft sollte mit den Torsionsbolzen auf den Rumpf abgesetzt werden.

Jetzt zerbröselt es Dir den Rumpf und/oder den Flächenanschluß und nicht den Verbinder.
Auf Höhe der Torsionbolzen sollte deshalb der Rumpf mit Druckstegen von Seite zu Seite abgestützt sein und die Anschlußrippen sollten an der Nasen- und Endleiste diagonal auf den Holm abgestützt werden.

Hans

Hi Hartmut & Yeti !

Logisch, verstanden! Der Bringer war das mit den infinitesimal kleinen Elementen und das Bild von Yeti!

Danke + Grüße TurboSchroegi

Original erstellt von FlyHein:
Wenn der Gedanke richtig ist, müßte ein GfK-Schlauch - nicht CfK - mit 0,3mm Wandstärke ausreichen. Dieser müsste einer Schubkraftbeanspruchung von ~415 N standhalten.

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Hallo Heinrich!

Schau dir nochmal die Skizze vom Flügelanschluss an. Da gibt es bei der Querkraft, die den Holmsteg belastet einen Unterschied, je nachdem, ob man den Steg im Flügel betrachtet oder den Verbinder.

Im Flügel resultiert die Querkraft aus dem Auftrieb. In der Skizze ist das die Querkraft Qz (tükis). Sie wird über die Bolzen in der Wurzelrippe auf den Rumpf übertragen. Der Rumpf hängt also an diesen Bolzen.
Im Verbinder wirkt diese Kraft nicht mehr, da sie vorher ausgeleitet wurde. Hier wirken aber die Querkräfte, die aus dem Biegemoment resultieren. Zur Info: Momente sind durch die Pfeile mit den Doppelspitzen dargestellt. Die Pfeile zeigen in Richtung der Achse, um die das Moment wirkt. Das Moment kann man sich mit der rechten Hand verdeutlichen: zeigt man mit dem Daumen in Richtung der Achse, dann zeigen die geschlossenen Finger die Richtung des Momentes. Langer Rede kurzer Sinn: Der rote Doppelpfeil (Mbx) ist das Moment, das den Flügel nach oben biegt. Am Verbinder wird dieses Moment durch ein Kräftepaar abgesetzt (ebenfalls rot: Pz,Bo). Die Kräfte erhält man, wenn man das Biegemoment an der Flügelwurzel durch den Abstand der Bolzen, bzw. bei einer Steckung durch die Länge des Verbinders teilt. Diese Kräfte sind viel größer als die Querkraft im Flügel! Deshalb wird die Belegung, die du ausgerechnet hast, nicht ausreichen.

Mit der Tabelle von Christian kannst du ja das maximale Biegemoment an der Flügelwurzel ausrechnen. Daraus bestimmst du dann die Querkraft, die den Verbinder auf Schub belastet. Die Schubbeanspruchung erhältst du auf ganz einfache Weise (Achtung, neuer Begriff!). Schubfluss = Querkraft geteilt durch Steghöhe. Der Zusammenhang zwischen Schubfluss und Schubspannung ist auch ganz einfach: Schubspannung = Schubfluss geteilt durch Wandstärke. Na klar, die Spannung wird umso kleiner, je größer die Wandstärke ist, während die Beanspruchung nur von den Kräften und der Geometrie abhängt. Mit diesen beiden simplen Gleichungen bestimmst du die erforderliche Wandstärke der Diagonal-Umwicklung, alles klaro?

Gruß Yeti

[ 07. Februar 2003, 11:10: Beitrag editiert von: Yeti ]

Hi Folks !

Offensichtlich ist es mal wieder an mir, mich als unwissend zu outen. Aber eagl 1. Ist der Ruf mal ruiniert .... und 2. Hätte halt was g'scheits studieren sollen Anyway ...

Ich habe mir die Excel Tabelle von C. Baron zur Holmberechnung angesehen. Gut, dort geht die Auftriebskraft der Flächen in die Berechnung ein, was aber ist mit dem Rumpfgewicht (Erdbeschleunigung) und dem Lastvielfachen (Flugmanöver) ? Kann ich diese Kräfte einfach so dazurechnen ???

P.S. Hier drin z.B. hab ich das Zeugs alles gefunden.

Danke + Grüße TurboSchroegi

[ 07. Februar 2003, 17:24: Beitrag editiert von: TurboSchroegi ]

Moin Turbo!

Die Querkraft, die an der Flügelwurzel ankommt sollte so groß sein (das heißt: pro Flügel jeweils halb so groß) wie das Rumpfgewicht multipliziert mit dem Lastvielfachen. Eine Differenz ergibt sich nur infolge Auf- oder Abtrieb am Höhenleitwerk. Wenn man Programme benutzt, lohnt es sich manchmal, mit solchen einfachen Überprüfungen zu checken, ob das Programm ein sinnvolles Eregebnis liefert.

Wenn eine zu große Last herauskommt, ist in dem Programm unter Umständen das Gewicht der Flügel (ebenfalls multipliziert mit dem Lastvielfachen) vernachlässigt. Die Flügel tragen sich ja selber und belasten nicht den Holmverbinder am Rumpf.

Kommt eine viel kleinere Last heraus, sollte man ein anderes Programm benutzen

Gruß Yeti

Hallo zusammen

@ Yeti: Mit welchen Einheiten rechnest du die beide größen "Querkraft" und "Lastvielfaches"?

@TS Wenn ich dein PS richtig verstehe, dann hast du dir beide Programme, also das von Ch.Baron und CNC-Müller angeschaut. Sind dir die Unterschiede beim "Biegemoment an der Stelle die L(x) angibt" aufgefallen? Bei gleichen Vorgaben für ca und Vmax sind die Ergebnisse für den max. Auftrieb ausreichend vergleichbar, das errechnete "Biegmoment" ist in ChBarons Tabelle aber doppelt so groß wie in der Tabelle von CNC-Modell.

Und wenn wir schon mal beim outen sind: ich hab bis heute nicht herausbekommen warum das so ist.

Beim Berechnen werden weitere Daten benötigt, nämlich Zugfestigkeiten, Schubfestigkeiten und Rovingquerschnitte. Ich hab an anderer Stelle mal versucht diese Daten zu sammeln, dabei ist leider nicht viel herausgekommen. Für die Dimensionierung der Gurte und auch des Steges sind diese Größen aber wichtig.

Ich hoffe, das ich mich am Wochenende nochmal mit den Beiträgen von Yeti beschäfftigen kann, um weitere Fragen los zu werden. Immer nach dem Motto: wer nicht fragt bleibt dumm....

Schönen Abend noch.

[ 07. Februar 2003, 18:30: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hallo Flyhein,
das "ihnen" kannst Du weglassen, hier ist das Du gebräuchlich, wie überall unter Fliegern.

jetzt muß ich mich ja doch mal wieder mit dem Excel-Programm beschäftigen.

die Daten in deinem Sheet "Berechnung der Werte" sich auf CfK-Rovings beziehen.

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Beziehen sich auf Glasgewebe, ich habe ein tau zulässig von 80N/mm2 eingegeben. Ist auf der Seite zu finden.

Das "Füllmaterial" des Seges verliert dann völlig an Bedeutung.
Richtig?

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Für die Rechnung wohl, aber nicht wenn Du den Verbinder realisierst! Du denkst doch nicht daran ein Hohlprofil mit den Rovinggurten oben und unten zu bauen? Du mußt die Querkraft und das Ausbeulen der Seitenbeschichtung mit dem Kern bewältigen.

Ist ein so ausgelegter Flächenverbinder auch in der Lage das vor- und Zurückschwingen der Flächen bei unsanften Landungen aufzunehmen?

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Nein!!! Er ist nur auf die maximale Flugbelastung ausgelegt!

Hallo TurboSchroegi,

Ich habe mir die Excel Tabelle von C. Baron zur Holmberechnung angesehen. Gut, dort geht die Auftriebskraft der Flächen in die Berechnung ein, was aber ist mit dem Rumpfgewicht (Erdbeschleunigung) und dem Lastvielfachen (Flugmanöver) ? Kann ich diese Kräfte einfach so dazurechnen ???

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Also, was ist denn das Lastvielfache? Es ist der Faktor aus dem Auftrieb dividiert durch das Gewicht. Wie Yeti schon sagte, kann das Flächengewicht abgezogen werden, sodas hier für das Gewicht der Rumpf und die Leitwerke eingesetzt werden.
Der Auftrieb ergibt sich aus dem maximal möglichen ca, der maximalen Fluggeschwindigkeit, der Flügelfläche und einem Faktor der sich durch Luftdichte/2 ergibt. Der maximale Auftrieb den der Flügel überhaupt bei der maximalen Fluggeschwindigkeit erzeugen kann wurde von mir in der Gleichung eingesetzt. Mit geringeren Werten kommt dann auch ein niedrigerer Auftrieb und mamit dann natürlich auch niedrigere Lastvielfache und auch ein niedrigeres max. Biegemoment an der Flächenwurzel heraus.
Nochmal zurück zum Lastvielfachen. Man kann die mechanische Auslegung mit der Festlegung des Lastvielfachen beginnen, aufgrund der Anforderungen und das macht für die "Großen" Sinn, oder man überdimensioniert und geht direkt zum "worst case", wie wir es immer für F3B-Modelle durchgeführt haben. Hier kommen dann Lastvielfache von 50 heraus, wenn man nach der beschriebenen Auslegung anschließend das Lastvielfache bestimmt. Bei dieser Dimensionierung spielt dann das Rumpfgewicht keine Rolle, da die Flächen ja nur einen begrenzten Auftrieb liefern kann. Wird das Rumpfgewicht zu groß, fliegt das Modell auch keine engen Abfangradien mehr!
Soll erst mal reichen, o.k.?

@Flyhein

Auftrieb ausreichend vergleichbar, das errechnete "Biegmoment" ist in ChBarons Tabelle aber doppelt so groß wie in der Tabelle von CNC-Modell.

Und wenn wir schon mal beim outen sind: ich hab bis heute nicht herausbekommen warum das so ist.

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Meine Auslegung über den maximalen Auftrieb könnte die Unterschiede in den beiden Programmen erklären. Ich werde sie mir jetzt doch noch mal vornehmen.
@Yeti
bist Du mit meiner vereinfachten Darstellung einverstanden? Als Flugzeugbauer muß es Dich grausen so zu (über-)dimensionieren.
Gruß
Christian

Hallo Christian,

ohne Vereinfachungen kann niemand einen Flügel auslegen. Wichtig ist nur, dass die Vereinfachungen entweder auf der sicheren Seite liegen (also zur Überdimensionierung und nicht zur Unterdimensionierung führen) oder man durch entsprechend hoch gewählte Sicherheitsfaktoren zu einem funktionierenden Ergebnis kommt (die im englischen übrigens treffenderweise "Unsicherheitsfaktoren" heißen, weil durch diese Faktoren die Unsicherheiten abgedeckt werden, die in den getroffenen Annahmen und den Rechenmodellen stecken) .

Das kalte Grausen packt mich nur, wenn z.B. ein überdimensionierter Holm nicht vernünftig verklebt wird oder wenn sonstige Sollbruchstellen eingebaut werden. Da helfen dann auch keine "CfK-Verstärkungen" mehr.

Gruß Yeti

Guten Abend

@Christian: Danke für das Flieger-"Du", es ist für mich was anderes ob ich jemanden mit dem Vornamen oder mit seinem RC-Network-Namen anschreibe. Ich bin Heinrich.

Als Zugfestigkeit setzt du in deinem Sheet 800Nmm² ein, diesen Wert und die Querschnittsfläche von 1,5mm² finde ich in der Tabelle "Materialdaten" für CFK-Rovings wieder. Für die Schubfestigkeit setzt du 80Nmm² ein, finde ich bei Materialdaten unter GFK-Gewebe und als Kern rechnest Du mit Rohacell51. Richtig?
In einer Antwort weiter oben hatte ich schon beschrieben, daß ich den Steg aus einem Abachi/GfK (45°)-Sandwich aufbauen will. Ein hohler Steg war mir bisher nicht in den Sinn gekommen.
Jetzt benötige ich aber wieder Hilfe:
Yeti schreibt in seiner Antwort vom 9.Febr.11.09,

Am Verbinder wird dieses Moment durch ein Kräftepaar abgesetzt (ebenfalls rot: Pz,Bo). Die Kräfte erhält man, wenn man das Biegemoment an der Flügelwurzel durch den Abstand der Bolzen, bzw. bei einer Steckung durch die Länge des Verbinders teilt. Diese Kräfte sind viel größer als die Querkraft im Flügel!
Deshalb wird die Belegung, die du ausgerechnet hast, nicht ausreichen.

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In deinem Sheet wird das max.Biegemoment in der Rumpfmitte (L=0) berechnet und damit auch die Anzahl der Rovings ermittelt. Wenn ich nun die Dicke des Profils so verändere, das sie der Dicke des Verbinders entspricht erhöht sich die Anzahl der Rovings erheblich.

?? Ist die so ermittelte Anzahl Rovings für den Verbinder ausreichend um die von Yeti beschriebenen großen Kräfte aufzunehmen??

Um das "Lande"-Schwingen der Flächen nach vorn und hinten für die Steckung verdaubar zu machen, ist mir noch kein Rezept eingefallen. Kann mir vielleicht doch jemand einen Tip geben wie ich die dabei auftretenden "Schubkräfte" ("richtig? "Yeti"oder treten Schubkräfte nur zwischen den beiden Gurten auf wenn dies auf Zug/Druck beansprucht werden?") beherrschbar mache? Den hochkant stehende Abachi/GfK-Steg zweimal mit GfK-Schlauch überziehen, reicht das nicht aus?

Christian, dein Programm enthält, wie oben schon beschrieben eine Tabelle mit Materialwerten. Leider enthält diese Tabelle noch viele weiße Zellen. Kannst du diese mit Inhalt füllen?

[ 08. Februar 2003, 18:52: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Original erstellt von FlyHein:

Ist die so ermittelte Anzahl Rovings für den Verbinder ausreichend um die von Yeti beschriebenen großen Kräfte aufzunehmen??

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Hallo Heinrich,

die Längskräfte in den Gurten sind davon nicht betroffen, also wird es mit der berechneten Anzahl von Rovings wohl gehen. Was ich meinte war die Diagonalbelegung des Steges des Verbinders infolge größerer Querkräfte (die roten Pz,Bo aus der Skizze). Diese Querkräfte sind größer als der errechnete Auftrieb. Diese Kräfte belasten den Steg auf Schub und dafür muss die Diagonalbelegung des Verbinders ausgelegt werden.

Und noch eine Anmerkung: Für meinen Geschmack ist der Kennwert von 800 N/mm² für CfK-Rovings zu hoch angesetzt, ich würde etwa ein Viertel weniger ansetzen. Dann kommt man in die Regionen, die auch für den Segelflugzeugbau zugelassen sind. Und selbst, um diese Werte zu erreichen, braucht es schon einige Sorgfalt und etwas Erfahrung.

Das Moment um die Hochachse (z.B. beim Vor- und Zurückschwingen des Flügels) leitet man am besten über die Bolzen / Stifte im Rumpf ein. Haru hat dafür schon den passenden Vorschlag gemacht, im Rumpf einen Spant oder ein Rohr einzusetzen. Flügelseitig kann man in diesem Bereich auch noch eine Längsverstärkung vorsehen. Der Verbinder sollte von dieser Belastung nach Möglichkeit gar nichts mehr abkriegen. Schau dir mal Flügel in Rippenbauweise an: Oftmals sieht man eine Diagonale vom Holm in Richtung Flügelhinterkante an der Wurzelrippe verlaufen. Sowas lässt sich ja bei der Bauweise in GfK auch in die Belegung der Flügelschale integrieren.

Gruß Yeti