Max. Kraft auf Kohlerohr 16mm Da ??

Was für eine Kraft kann ein Kohlerohr, gezogen, Außendurchm. 16mm, Innendurchm. 14mm Länge ca. 0,7m so ca. an Kraft aushalten .

Reicht es als Steckungsrohr für ein ca. 2,5kg Impellermodell, ich denke mal so mit 10g maximal - oder soll ich einen Vollstab nehmen?
 

Dennis Schulte Renger

Vereinsmitglied
HI CB!!

Ich habe in der X-4 die im gleichen Gewichtsbereich liegen wird einen 12mm Vollstab. 10mm Vollstab hätte rechnerisch auch gereicht, aber bedenke die Landestöße, die dir ganz schnell so einen stab anknacksen können.

Praxiserfahrung mit dem 12mm Vollstab habe ich aber noch nicht, da der Flieger noch nicht fertig ist.
 
Hi Dennis,
Kannst du mir rechnerisch ein Beispiel geben, wie ich sowas auslgegen kann ?
Bei R und G hab ich leider keine weiteren Technischen Daten zu dem Rohr gefunden .
 

Baste

User
Würde mich auch interessieren wie man sowas berechnet :)

In meiner F-16 ist ein 16 mm Alurohr mit innendurchmesser 14mm

Abfluggewicht später mal 13 kg :eek: :rolleyes:

Damit das rohr nicht so leicht knickt habe ich innen einen Holzstab verklebt.

Mfg Sebastian
 

FamZim

User
Hi
Ich bin auch immer sehr an Berechnungen interessiert und habe alles mal durchgelesen.
Das wichtigste für mich ist die angabe von 60 kg belastbarkeit pro mm /2. Da sind sicher "Einige" reserven drin.
Hersteller von CFK geben (für das reine Material) schon 300kg an. Und für ein Laminat 170 kg. Bei einem Füllgrad von 50% sind es immer noch 150 kg.
Ich habe einen Bruchlasstversuch mit selbstgemachtem Laminat aus Gewebe gemacht welches bei 55 kg gebrochen ist. Bei Gewebe sind aber 50 % der Fasern quer zur belastungsrichtung und dadurch ja nicht verfügbar, nehmen aber den Platz weg. Dann sind es noch 75 kg auf 1 mm /2. Den Rest hat wohl die welligkeit im Gewebe verursacht und die zu geringe Pressung, so das nur 55 kg übrig bleiben.
Meine Berechnungen mache ich so indem bei runden Materialien 12,5% des querschnitz auf denn Durchmesser als Hebelarm gerechnet werden, und bei rechteckigen 16,5 % des querschnitz auf die Bauhöhe des belasteten Teiles.
Da ich nur cm und kg messen und wiegen kann, rechne ich auch damit.
Für einen 16 mm CFK Stab sieht es dann so aus.
8 mal 8 mm mal 3,14 ist rund 200mm/2.
Davon 12,5 % ist 25mm/2 mal 60 kg sind 1500kg an einem hebelarm von 1,6 cm macht dann 2400cm/kg.
Oder 24000 Ncm.
Rohre habe ich noch nicht berechnet und auch keine Bruchlastversuche gemacht, aber wenn man die belastung eines 14 mm stabes davon abrechnet, müste mann der Wahrheit schon sehr nahe sein.
Gruß Aloys.
 
Hallo FamZim

Die Berechnung vom max. möglichem Drehmoment ist folgende.

Sigma biegung = M / Wx
Wx für ein Rohr ist (D^4-d^4)/DxPi/32 die ergibt bei einem Rohr von D16/d14 ein Widerstandsmoment von 21300mm3.
Das Drehmoment ist Sigma x Wx bei sigma nehme ich Deine 55kg/mm2 also 550N/mm2
Daraus ergibt sich für das Rohr ein maximales Drehmoment von 91500Nmm oder 9150Ncm.

Ich würde aber das Rohr nur mit einer inwendigen eingeklebten Versteifung von Balsaholz oder Hartholz verwenden. Auch sollte bei der Steckung keine scharfe Kante sein, also das Loch runden.

Viele Grüsse Silvan
 

Yeti

User
Denkt bei euren Berechnungen daran, dass ihr in der Steckung nicht nur reine Biegung habt, sondern auch Querkräfte!

Gruß Yeti
 
Hallo Christian
Also noch die Scherung berücksichtigt!

Bei einer Spannweite von 2.4m ergibt sich ein Hebelarm von 60cm.
Daraus bekommt man ein Scherkraft von F = M / l ergibt 91500 / 600 = 152.5N
Die Rohrfläche beträgt 47mm2
Sigma = F / A ergibt 152.5 / 47 = 3.3Nmm2
Die zu der Biegung von 550N/mm2 gerechnet, ergibt 553.3N/mm2 oder ca. 0.6% mehr Belastung.
Also bei diesem Belastungsfall von einer so grossen Biegung kann man die Querkräfte vergessen. Es darf nur keine scharfen Kanten haben und das Rohr darf nicht hol sein, wegen dem Einknicken.
Eigentlich müsste man den Stützstoff im Rohr noch auf Scherung rechnen. Die ist aber etwas aufwendiger und ich habe die Formel nicht sofort zur Hand! Das Balsaholz muss mit der Faserrichtung quer eingeklebt werden, je 90° verdreht wäre optimal.
Oder vielleicht ist ein ausgeschäumtes Rohr die einfachste Lösung!

Viele Grüsse Silvan
 

Yeti

User
Hallo Silvan!

Ich meinte nicht die Querkraft, die aus dem Auftrieb resultiert (habt ihr etwa durch den ganzen Flügel durchgehende Steckungsrohre?), sondern das Kräftepaar, über welches das Moment in das Steckungsrohr eingeleitet wird.

Ein CfK-Rohr mit unidirektionaler Faserorientierung kann zwar gut Biegemomente übertragen, aber relativ schlecht Schubbelastungen infolge Querkräften, da hierfür keine Fasern in der richtigen Orientierung (+/-45°) vorhanden sind. Die Größe der Querkräfte hängt maßgeblich von den Einspannbedingungen ab. Idealerweise ist das Steckungsrohr / Stab flügelseitig nur in zwei Rippen gelagert (dann erhält man die wirkende Querkraft aus dem Biegemoment und dem Abstand der beiden Rippen) und im Rumpf durchgehend nur in der Rumpfseitenwand gelagert (dann hat man im Rumpf tatsächlich querkraftfreie Biegung). Steckt der Stab rumpfseitig auch in einem Rohr, dann wird das Biegemoment dort auch über Flächenpressungen, Reibung und was weiß ich abgesetzt -> Schubbelastung der Steckung.

Gruß Yeti
 
Servus
wer trotz der unermüdlichen Versuche von Yeti das nicht so ganz verstanden hat, kann sich das Ganze hier mal erklären lassen. Ich hoffe, dass es das ist, was Yeti uns sagen will.
cu
Ernie
 

Dennis Schulte Renger

Vereinsmitglied
Hi!!

Mal ne Frage nebenbei:

Die zu der Biegung von 550N/mm2 gerechnet, ergibt 553.3N/mm2
Ist das einfache addieren überhaupt zulässig??

Ich hab mal was gelernt, dass man eine Vergleichsspannung einführen muss, die nach bestimmten Regeln gebildet werden muss (je nach Fall (Stichwort Gestaltänderungshypothese, Normalspannungshypothese ect))
 
Ja es gibt noch den "Mohrschen" Spannungskreis aber bei diesem kleinen Wert habe ich den vernachlässigt. Es wäre dann noch etwas weniger geworden.
Das mit dem Beton-Balken habe ich ja mit der Scherung im Stützstoff angesprochen. Da wir aber ein Rohr und nicht einen klassischen Doppel-I-Träger haben, so wird auch vom Rohr an der Seite die Scherungskräfte übertragen. Ich würde immer noch sagen dass die Beul- oder Knicksteifigkeit vom Rohr entscheidend ist, oder wieviel Druck der Stützstoff übertragen kann.

Viele Grüsse Silvan
 

Dennis Schulte Renger

Vereinsmitglied
HI Silvan!!

Stimmt. Hätte auch selber mal eben nachrechnen können (habe ich gerade mal getan mit der Normalspannungshypothese). Dann wäre mir aufgefallen, dass es weniger wird ;)

[ 09. Juni 2005, 18:03: Beitrag editiert von: Dennis Schulte Renger ]
 

Dennis Schulte Renger

Vereinsmitglied
Autsch!!

Hast recht Christian.

Schuster bleib bei deinen Leisten.
Mit anderen Worten "Maschinenbauer bleib bei deinem Stahl" (der ja doch ein wenig isotroper ist) ;)

[ 09. Juni 2005, 18:10: Beitrag editiert von: Dennis Schulte Renger ]
 

Yeti

User
Original erstellt von Dennis Schulte Renger:
(der ja doch ein wenig isotroper ist)
So sieht das aaauuuuuus! :D

Isotropie (griech.: isos gleich; griech.: tropos Drehung, Richtung) bezeichnet die Unabhängigkeit einer Eigenschaft von der Richtung. Isotropie ist das Gegenteil von Anisotropie.
Quelle: Wikipedia

[ 09. Juni 2005, 18:26: Beitrag editiert von: Christian Ückert ]
 
Ja deshalb müssten wir doch langsam die Schubspannung oben am Rohr rechnen und dann schauen ob das Harz diese Scherspannung aushält. Nur jetzt müsste ich die alten Bücher hervorkramen und nachsehen wie das noch mit dem Taschenrechner ohne FEM gehen würde?
Bei einem Rohr ist es noch schwieriger als bei dem klassischen Träger.

Viele Grüsse Silvan
 
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