Voor mijn werk zijn we bezig met een serie tests van een bepaald onderdeel. We wilden voor het testen van dit onderdeel de zandzakslingerproef gebruiken. Tot zover gaat het goed.
Mijn vraag is hoe ik de slingerproef (op basis van lengte van het "touw", het wicht van de zandzak en het verschil in hoogte) kan omzetten in een puntlast.
De kinetische energie waarmee de zak tegen de plaat slaat is (verliezen buiten beschouwing gelaten) gelijk aan de potentiële energie en die is massa * 9,81 * delta h (1 meter? Lastig te zien op die kleine schets). Dat is eenvoudig.
Maar om de tijdelijke belasting bij de botsing te berekenen heb je een remweg nodig, en die is niet gegeven. Bovendien zal er niet eenparig geremd worden, het contactoppervlak begint klein en groeit dan, waarschijnlijk is de negatieve versnelling ongeveer evenredig met het contactoppervlak. Hiernaast zal naarmate de remweg groter is, er minder sprake zijn van een puntlast vanwege de vervorming van de zak bij de botsing.
Ook zal het zand in de zak door de vervorming een deel van de kinetische energie absorberen en in wrijvingswarmte omzetten. Hoe meer vervorming, hoe meer absorptie. Hoeveel vervorming er is hangt weer samen met het soort zand en hoe strak het opgesloten zit.
Een voorbeeldje:
Massa zak 53 kg (geschat op basis van afmetingen)
Hoogteverschil 1 meter
Eenparig afgeremd (niet realistisch)
Remweg 5 cm (gok)
ek = 53 kg * 9,81 m/s2 * 1m = 520 kgm2/s2= 520 Joule.
Die kracht wordt dan verdeeld over een min of meer cirkelvormig vlak met een diameter van pakweg 25 cm, en mogelijk meer afhankelijk van de precieze vervorming. Dan kan het contact beter als een min of meer gelijkmatige belasting gezien worden over een lengte van ongeveer de cirkeldiameter. Maar deze 5 cm remweg is volledig uit de duim gezogen, het kan evenzogoed het dubbele of de helft zijn.
Al met al is het denk ik bij zo'n zak zand niet te doen zonder om metingen enigszins betrouwbare resultaten te calculeren. Met wat proeven kan je een veel beter inzicht krijgen in de remweg, vertragingscurve, contactoppervlak en dan tot een veel nauwkeuriger bepaling van de impact komen.
Wil je echt een puntlast, dan zou je een nauwelijks vervormend voorwerp moeten nemen, dan valt de interne wrijving en vervorming ook vrijwel weg en wordt door de zeer beperkte remweg de impact veel groter.
Michel Uphoff schreef: ↑ma 21 okt 2013, 17:02
Al met al is het denk ik bij zo'n zak zand niet te doen zonder om metingen enigszins betrouwbare resultaten te calculeren. Met wat proeven kan je een veel beter inzicht krijgen in de remweg, vertragingscurve, contactoppervlak en dan tot een veel nauwkeuriger bepaling van de impact komen.
En dat is dan nog afgezien van de slingering die veroorzaakt gaat worden door de bedachte haak met snelontkoppelmechanisme. Na loslaten gaat die zak slingeren omdat initieel het zwaartepunt niet in het verlengde van de "slingerkabel" hangt. Dat maakt zelfs de snelheid bij het eerste contact met de paal onzeker.
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
bedankt voor de informatie, ik kan hier goed mee aan de slag.
Over de validiteit van de proef, dit is een goedgekeurde testmethode voor het test van (met name) glasplaten en balustrades en het onderzoek met name het breekpunt van de constructie en waar de zwakke plekken ontstaan. De volgorde van falende onderdelen zogezegd.
En zijn er dan nog eisen aan het soort zand, de manier van inpakken, en zoals Jan aangeeft de ophanging gesteld bij die testmethode? Zo nee, dan begrijp ik niet dat dat ooit door een officiele keuring heen gekomen is want de resultaten zijn zo dus zeer onbetrouwbaar. Heb je nadere informatie over die keuring (waar, nummers etc.)?
In amerika worden (werden?) balustrades typisch getest door een zak zand ertegenaan te gooien, ik heb dit ook al gehoord. Ik veronderstel dat dit beschreven wordt in één of andere USA-norm (ASME ?).
De opstelling hoeft ook niet super-nauwkeurig te zijn, zolang ze maar conservatief genoeg is...
Alhoewel er nu ook wordt gewerkt met een continue verdeelde belasting en puntlasten elke zoveel meter (of voeten), dewelke ook voorgeschreven worden in één of andere norm.
ik heb ondertussen wel begrepen dat dit niet langer met zand gebeurt maar met glasparels. Het geeft ook niets dat het zand meegeeft uiteindelijk is het het "simulatie" van belasting uit het ertegenaan vallen van mensen en die geven ook mee...
