Springen naar inhoud

Normaalspanning/buiging op zeshoekige staaf


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Jacotje

    Jacotje


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 14:55

Voor mijn opleiding moet ik een kitspuit uit elkaar halen en per onderdeel gaan analyseren, nu heb ik onder andere de zogenoemde "drukstang". Dit is de stang die in het midden van de kitspuit is geplaatst met als functie de kracht over te dragen naar het patroon.

Om dit onderdeel te analyseren moet ik een stramien van dit onderdeel maken. Dit gaat wel, maar nu ben ik op een waarde uitgekomen waarbij ik denk dat klopt niet. Het betreft hier de buiging die onder de normaalspanning valt. Deze buiging is met de volgende formule te berekenen:

σ = M ◊ e / I
Hierin is M het buigende moment in Nm; 22,5 in mijn geval
e is de uiterste vezelafstand, naar mijn idee is dit 4,6 mm (0,0046 m)
I is het oppervlaktetraagheidsmoment, deze is te berekenen door 6 keer die van een driehoek te nemen, hier de uitwerking:
Idriehoek = b ◊ h≥ / 36 → Izeskant = 6 ◊ b ◊ h≥ / 36 = b ◊ h≥ / 6
I = 0,0046 ◊ 0,004≥ / 6 = 5 ◊ 10^ Ė11 m^4

Hoe ben ik op deze waarden gekomen?

M heb ik berekend door arm◊kracht te doen. De arm was 2 mm, dus 0,002 m. De kracht is 11250N, dus M=11250◊0,002=22,5

Geplaatste afbeelding

e, de uiterste vezelafstand. Ik denk dat deze 4,6 mm is, omdat dat de afstand van het midden tot de uithoek van de staaf is in de doorsnede.

Geplaatste afbeelding

Sin α = overstaande / schuine
Sin 60 = 4 / schuine
Schuine = 4 / sin 60
Schuine = 4,6

I, het oppervlaktetraagheidsmoment heb ik als volgt berekend:
Idriehoek = b ◊ h≥ / 36 → Izeskant = 6 ◊ b ◊ h≥ / 36 = b ◊ h≥ / 6
I = 0,0046 ◊ 0,004≥ / 6 = 5 ◊ 10^ Ė11 m^4

Vervolgens heb ik de gegevens ingevuld en kwam het volgende er uit:
σ = M ◊ e / I
σ = 22,5 ◊ 0,0046 / 5 ◊ 10^ Ė11 m^4 = 2117996911 Pa
σ = 2118 MPa

Een uitkomst van 2118 MPa vind ik nogal hoog, maar dat kan ook aan mij liggen. De drukstaaf is gemaakt van Fe510, dit heeft een elasticiteitsmodules van 210000 MPa en een treksterkte van 510-610 MPa


Hier een tekening met krachten van het geheel:

Geplaatste afbeelding


Ik hoop dat als ik een fout heb gemaakt iemand deze er uit kan halen, of dat iemand kan bevestigen dat ik het goed heb gedaan. In ieder geval bij voorbaat bedankt.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 15:17

verplaatst naar constructie- en sterkteleer
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Jacotje

    Jacotje


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 15:21

Sorry voor het verkeerd plaatsen, ik zag dit sub forum zo snel niet ;).
Tevens kan ik het "Edit" of "Bewerk" knopje niet vinden, zal wel aan mij liggen aangezien ik niet gewend ben met IPB fora te werken, maar nog even aanvullende info over Fe 510: Vloeigrens Fe510 = 355 MPa.

Veranderd door Jacotje, 27 oktober 2010 - 15:22


#4

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 17:32

Ik doe een antwoordpoging en wel om te beginnen:

Uit je berekening van de I kom ik niet uit,je telt de I's van 6 driehoeken bij elkaar en kom zover ik dat zie op 49 mm4;volgens mij werkt dat systeem niet en poogde ik het op een andere manier en wel:

De ingeschreven cirkel van die zeshoek heeft een diameter van 8 mm met een I van pi* 84 /82= 201 mm4;

De omgeschreven cirkel heeft een diameter van 9.2 mm met een I van pi* 9.24 /82=352 mm4,

Dat houdt in dat de werkelijke I tussen die 2 waarden ligt en tegen de (201+352)/2 = 276.5 mm4 ligt.

Mogelijk heb je daar wat aan.

De optredende momenten heb ik me niet in verdiept,is nog te duister!

Waar haal je dit vandaan: Hierin is M het buigende moment in Nm; 22,5 in mijn geval

Dat komt neer op een drukkracht van 2.25 kg met een krachtarm van 100 cm ;bij een kitspuit zou ik die kracht genoeg vinden bij de op de schets aangegeven 20 mm (2 cm) en zou het moment bij deze redenering 4.5 kgcm ( 45 Nmm) bedragen.Ik heb het idee dat je ook hier ergens in de fout ging.

#5

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 19:13

Een onderzoek op mijn eigen lege kitspuit levert het volgende op:

De kitpistooltrekker heeft een arm van ca. 8 cm en met een gewicht op die trekker van 1.5 kg ( staalblokje)zet die de staaf in actie doordat de overgebrachte kracht 8/1.6 (kleine arm) = het 5 voudige is ofwel 7.5 kg op de staaf;de beweging wordt gerealiseerd door de stang in een "klem" te zetten die een moment vorm met een arm van ca. 4 mm.
Het moment van de knijpkracht is bij mij 7.5 kg * 15 mm en geeft een klemkracht (schuifkracht) op de opp. van de staaf van 7.5*15/8=14 kg,die werkt over 4.6 mm.
Dat moment moet je verwerken in de knik berekening met de staaflengte van 25-30 cm;de uitgeoefende druk van 7.5 kg op de staafas geeft een axiale drukspanning van ca.20-25 kg/cm^2.

Optredende spanning is 7.5kg/(dsn staaf in cm^2)*alpha ( = knikfactor lambda = L/i min..geeft alpha uit tabellen)+ 7.5kg*15 /W

Met de kittube erin zul je wrs. een kg vinger(s)druk erbij moeten tellen!

#6

Jacotje

    Jacotje


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 11:21

Allereerst bedankt voor je antwoord. Ik ben nog bezig met het oppervlaktetraagheidsmoment. Verder werk ik gewoon met simpele hefbomen in deze berekeningen. Ik ben overigens bezig met het analyseren van de worst-case scenario. Ik heb als worst-case dat de drukstang kan verbuigen door de krachten van het metalen plaatje dat de krachten overdraagt, aangezien hier de grootste krachten optreden. Nu is het dus taak om deze worst-case te analyseren en te bekijken of deze wel of niet haalbaar is.

Ik ga hier uit van de worst-case situatie. Hierin is het kitpatroon dus gestold en komt de volle kracht op de kitspuit te staan. Een volwassen man heeft een knijp kracht van 45 kg, dus grofweg 450N. Hiermee ben ik verder gegaan. Die 20 mm is de afstand tussen waas de sruk op het metalen plaatje komt en het midden van de drukstang. Dit dient volgens mij als een hefboom.
De kracht die op de hefboom komt, is 2250N. Die is afkomstig uit het handvat. Als we deze kracht vermenigvuldigen met 20 en dan delen door 4, komt hier 11250N uit dat op de hoeken van de drukstang wordt uitgeoefend. Nu moet ik met de volgende stappen bekijken of de drukstaaf deze kracht aan kan.

Het moment heb ik berekend door kracht◊arm, dus 11250◊0,002 = 22,5Nm. De dracht spreekt voor zich lijkt me, die staat ook in de tekening. Als arm heb ik de helft van de breedte van het metalen plaatje genomen, 2 mm dus.

#7

Jacotje

    Jacotje


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 11:38

Ik heb nu uw berekening van het oppervlaktetraagheidsmoment gebruikt en er komen veel logischer antwoorden uit die ook veel plausibeler zijn, bedankt hier voor ;).

#8

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 29 oktober 2010 - 13:56

Succes ermee;ik poogde wat aan te dragen dat bruikbaar was en dat lukte me!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures