Springen naar inhoud

Mechanica. momenten in een stoplicht.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Leviathan

    Leviathan


  • >100 berichten
  • 123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 juli 2008 - 19:46

Hallo!

Ik ben bezig met een project waarbij ik een stoplicht moet ontwerpen.
Ik ben helemaal klaar behalve het laatste stuk (berekenen met welke bouten ik hem aan de grond vastmaak)

Hier is een foto van de situatie:
De bovenste cad tekening is een vergroting van de ligger.
De kracht op de staander is de gemiddelde windbelasting op de buis van de staander en grijpt dus aan op 3 meter hoogte (6/2)
De bouten bevinden zich op 0.12 meter afstand van af het midden van de bodemplaat.
Geplaatste afbeelding

Ik neem aan dat ik niet gewoon de momenten kan optellen wwant dan krijg je:

LIGGER:
Σ Mpaal= 4.25*(23.5*8.5) + 2.25 * 400 + 4.75 * 400 + 7.25 * 400
Σ Mpaal= 6550 Nm
STAANDER:
(6550000 * 6) + (366129 * 3) = 40398287Nm
VLOERPLAAT:
(40398287 * 0.12) / 2 bouten = 2423903N per bout = 2423 KN per bout wat me wat veel lijkt.

Enig idee hoe ik dit moet berekenen? Ik staar me al een tijdje blind op dit probleem.

Alvast 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 01 juli 2008 - 21:40

Σ Mpaal= 6550 Nm
STAANDER:
(6550000 * 6) + (366129 * 3) = 40398287Nm

waar komen in vredesnaam die 6550000 N :D vandaan?
Zo op het eerste gezicht gaan hier twee dingen fout: tenzij een en ander louter toeval is pak je hier het moment van de ligger t.o.v. de vloerplaat, vermenigvuldig je dat met 1000 (??) en ga je dat dan ineens als een kracht beschouwen die werkt op een afstand van 6 m van je vloerplaat?

VLOERPLAAT:
(40398287 * 0.12) / 2 bouten = 2423903N per bout = 2423 KN per bout wat me wat veel lijkt.

hier gaat het ook niet goed want je vermenigvuldigt hier een moment (Nm) met een afstand (m) en zou dus een antwoord in Nm² moeten krijgen. Jij meent echter op newton (N) uit te komen.
Als je van een moment naar een kracht moet zul je door de afstand moeten délen.

Ook nog, 366 kN windbelasting, op in totaal 12 m paal, weet je dat zéker? Komt me nogal heftig over, om het maar eens héél zachtjes uit te drukken.

En die 12 cm lijkt me wat weinig, maar vooruit. Dat maakt dat bodemplaatje maximaal 30 x 30 cm, zo'n bodemplaatje heeft toch geen enkele praktische zin? Die paal zal al minstens die diameter hebben. Ook komt in zo'n constructie het draaipunt niet midden onder die paal te liggen (voor wat betreft de krachten op de bouten) maar op de rand van de bodemplaat. Dat moet dan in ieder geval de arm van je bouten wat groter maken dan de kale 12 cm die je hier gebruikt.

Veranderd door Jan van de Velde, 01 juli 2008 - 21:41

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

Leviathan

    Leviathan


  • >100 berichten
  • 123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juli 2008 - 10:57

Ah ik zie mijn fout nu. Ik heb de waardes omgerekend naar N/mm voor het berekenen van de spanning in de ligger.

Ik heb ze daarin laten staan (vandaar de 6550000N en de hoge windbelasting)

Ik ga het nog even herberekenen maar ik denk dat het nu wel klopt.

Bedankt!

Veranderd door Leviathan, 02 juli 2008 - 10:58


#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 11:01

Ik ga het nog even herberekenen maar ik denk dat het nu wel klopt.

Ik weet het niet. Die N/mm is niet de enige fout. Op deze aanwijzingen zie ik je niet reageren:

Zo op het eerste gezicht gaan hier twee dingen fout: tenzij een en ander louter toeval is pak je hier het moment van de ligger t.o.v. de vloerplaat, ..//.. en ga je dat dan ineens als een kracht beschouwen die werkt op een afstand van 6 m van je vloerplaat?


Als je van een moment naar een kracht moet zul je door de afstand moeten délen.


Ook komt in zo'n constructie het draaipunt niet midden onder die paal te liggen (voor wat betreft de krachten op de bouten) maar op de rand van de bodemplaat.


EDIT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Nog wat.... Hoe kom je aan een eenheid N/mm (newton PER mm)??

Veranderd door Jan van de Velde, 02 juli 2008 - 11:12

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

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 11:14

(vandaar de 6550000N

En er is hier ook geen sprake van newtons, maar die 6550 horen bij een moment (Nm)
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

#6

Leviathan

    Leviathan


  • >100 berichten
  • 123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juli 2008 - 13:04

EDIT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Nog wat.... Hoe kom je aan een eenheid N/mm (newton PER mm)??

Inderdaad N/mm klopt niet dat moet Nmm zijn (typfoutje)

En er is hier ook geen sprake van newtons, maar die 6550 horen bij een moment (Nm)


En die moet dus Nm zijn :D. Het blijkt maar dat haastige spoed zelden goed is



Windbelasting staander
Ik heb niet de windbelasting berekend (ander groepslid heeft dat gedaan) maar een snelle herberekening komt uit op:
windbelasting = 0,54KN/m2
Diameter staander = 113mm. Hoogte staander = 6000mm.
De windbelasting op de staander is dus: 0.54 * 0.113 * 6.000 = 0.36612 Kn = 366 N Wat me inderdaad een wat reelere waarde lijkt.

De uiteindelijke last komt dan uit op: (6550 * 6) + (366 * 3) = 40298N die de vloerplaat op moet nemen.
De grootte van de vloerplaat komt voortuit de ruimte die we hebben tussen 2 wegdelen. Maar kan wel veranderd worden.
De bouten bevinden zich dus nu op 0.30 M afstand vanaf het midden van de paal.

Omdat het draaipunt niet midden onder paal ligt maar op 0.60m vanaf B word de kracht die de bouten op moeten nemen
40298/0.6 = 67163N /2 = 33582N = 33KN per bout Wat een stuk redelijker is. (als het klopt tenminste) die ophenomen kan worden door een M12 12.9 bout (volgens een progje op www.tribologie.nl)

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 13:53

Je hebt nog steeds moeite met het principiële plaatje, en blundert (sorry, maar eht is niet anders) daarom maar wat in het rond:

De uiteindelijke last moment komt dan uit op: (6550 * 6) + (366 * 3) = 40298N in newtonmeters graag

Maak nou eens gewoon een schets op een kladpapiertje van ál je krachten én je armen.

leviathan.gif

we hebben rond draaipunt S 5 rechtsdraaiende momenten vanwege de windbelasting op de staander, de zwaartekrachten op de lichtconsoles en de zwaartekracht op de ligger.

En 2 linksdraaiende momenten, vanwege de zwaartekracht F6 (nog te berekenen) en de boutkracht F7, die als wisselgeld dient zodra de rest opgeteld en verrekend is.

Hou het simpel Die linksdraaiende momenten moeten de rechtsdraaiende opheffen. Dat verhaal van die 6550 x 6 is een enorme principiële misvatting waarin je kennelijk blijft volhjarden, en ik zie niet waarom. Die 6550 Nm IS AL EEN MOMENT, door die nogmaals met een afstand te vermenigvuldigen ga je gekke dingen doen. Dat die 6550 Nm een geringe overschatting zijn doordat je al je armen ietsje te lang neemt (je draaipunt ligt niet midden onder de voet van die staander) is een detail

Ingewikkelder is dit niet, totdat we vreemde zaken gaan bekijken als een staander met een diameter van 113 mm, een een ligger van 8,5 m lengte en slechts een massa van 20 kg, wat voor zo'n constructie volgens mij neerkomt op materialen en lastechnieken die de natte droom van elke constructietechneut moeten zijn.

Veranderd door Jan van de Velde, 02 juli 2008 - 13:56

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

#8

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 02 juli 2008 - 14:04

Hoeveel bouten zitten er in die vloerplaat,ik neem aan een aantal dat symmetrisch staat tov het hart van de kolom.

Je berekent dus vanuit het hart van de vloerplaatbouten het optredende moment door eigen gewicht en optredende krachten en dat wordt opgevangen door een tegenmoment (koppel) in de aanwezige bouten.

Het lijkt me logisch om een vierkante opstelling van de bouten te nemen,aangezien de wind uit variabele richtingen komt en dan vooral effect heeft op het horizontale uitkragende deel,dat zwiep (zwaai)neigingen krijgt.

De bouten moeten dan behalve op trek en druk ook op wringing worden berekend en je moet dan een zg.ideele spanning berekenen volgens een formule van de heren Lems (1939) ,Thimoshenko ea.

De funderingspoer moet bovendien een contrakracht opnemen,welke door de bouten hierop wordt uitgeoefend.

Succes ! :D

Intussen reageerde Jan ook al om de topichouder in de goede richting te krijgen;wat een hulp wordt er toch allemaal verleend op dit WSF,vandaar dat het barst van de Lorenzianen!

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 14:13

Hoeveel ..//.. wordt uitgeoefend.

Ik denk eerlijk gezegd niet dat we aan deze overpeinzingen al toe zijn, Oktagon. Laat Leviathan eerst maar eens zijn krachten en momenten uit elkaar kunnen houden. Dus eerst maar eens helder en gestructureerd de sommetjes maken.

Eens we zover zijn kan hij dan een topic in constructieleer openen. Want ik voel aan mijn water dat een staander met een diametertje van 113 mm voor dit soort werk buiten elke mogelijke materiaalspecificatie valt.
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

#10

Leviathan

    Leviathan


  • >100 berichten
  • 123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juli 2008 - 15:02

Ik denk eerlijk gezegd niet dat we aan deze overpeinzingen al toe zijn, Oktagon. Laat Leviathan eerst maar eens zijn krachten en momenten uit elkaar kunnen houden. Dus eerst maar eens helder en gestructureerd de sommetjes maken.

Eens we zover zijn kan hij dan een topic in constructieleer openen. Want ik voel aan mijn water dat een staander met een diametertje van 113 mm voor dit soort werk buiten elke mogelijke materiaalspecificatie valt.



Dit project is voor een 1e jaar Hbo werktuigbouwkunde opleiding. Ze nemen het gelukkig nog niet zo nouw met foutjes. :P
Iemand had de data van de balken uit een verkeerde tabel gehaald (volgens hem is deze data voor een houten buis)
In ieder geval, we mochten hiermee door rekenen omdat ar al alerlei dingen met dat gewicht berekend waren (Zoals de voet ect) ookal zou de hele constructie dan te licht uitkomen.

Voerplaat

De plaat waarmee de staander aan de grond verankert zit is 650 bij 650 mm met 4 bouten op de hoekpunten 300 mm vanaf het midden van de staander.
Het moment dat deze plaat moet opvangen is gelijk aan het moment dat veroorzaakt word door het gewicht van de drager + windbelasting drager + de windbelasting op de staander.
De windbelasting is een q last van = 366N over de hele staander en is te vervangen door een puntlast van 366 N 3 meter boven de grond.

Doordat het draaipunt van de hele constructie zich 325mm vanaf het midden van de vloerplaat onder de ligger bevindt werkt de staander en 0.3 meter van de ligger mee aan het linksdraaiende moment. En 8.2 meter + de stoplichten mee aan het rechtsdraaiend moment.
Momenten
Rechtsdraaiend Moment ligger = (4.1*23.5*8.2) + 5460Nm =6250.7Nm
Rechtsdraaiend moment Staander = 3*366 = 1098Nm *0.3??

Linksdraaiend Moment Ligger + staander= (6*23.5 + 0.3 * 23.5)*0.3 = 44.415Nm

Het totale moment in het draaipunt is dus: 6250.7 + 1098 – 44.415 = 7304.285Nm rechtsdraaiend.

7304.285/0.6 = 12174N = 12Kn / 2 = 6 Kn per bout (dit worden wel hele kleine boutjes?) m6 ofso. :D

Komt dit in de richting?

P.S. Welk schets progje is dat? Het ziet er beter uit dan wat ik nu gebruik voor schetsen (delta cad)

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 15:42

Dit project is voor een 1e jaar Hbo werktuigbouwkunde opleiding. Ze nemen het gelukkig nog niet zo nauw met foutjes. :P

Hoop ik dat ze daar snel mee ophouden vóórdat ik onder je stoplicht door moet rijden.... :P .

Rechtsdraaiend Moment ligger = (4.1*23.5*8.2) + 5460Nm =6250.7Nm
Rechtsdraaiend moment Staander = 3*366 = 1098Nm *0.3??

Hoezo *0,3?. Die windbelasting wordt toch geacht op 3 m van het draaipunt aan te grijpen? Waarom zouden we daar nou tóch weer nóg een afstand bij halen, komen we weer op een onmogelijke Nm² uit als eenheid, kán gewoonweg al niet. Wen jezelf aan om bij élk getal wat je pakt er de eenheid achter te plakken, dan weet je gelijk of je met een misverstand bezig bent.
Iets in de trant van 3m*366N = 1098Nm . Dát nog eens met 0,3 m te vermenigvuldigen toont onmiddellijk je dwaling, 1098 Nm * 0,3 m = 329N :D

Linksdraaiend Moment Ligger + staander= (6*23.5 + 0.3 * 23.5)*0.3 = 44.415Nm

Met een plaat van 65 cm worden alle armen van de liggeronderdelen 32,5 cm korter, niet 30 cm.
Detail dat ik nog even over het hoofd zag toen ik de schets maakte, voor die 0,325 m ligger moet je eigenlijk nog een aparte kracht invoeren uit het zwaartepunt van die 0,325 m, en dus met een arm van 0,1625 m. Maar goed, gezien het geheel wordt dit millimeterneuken.

Het totale moment in het draaipunt is dus: 6250.7 + 1098 – 44.415 = 7304.285Nm rechtsdraaiend.

Dit verandert dus nog in millimeterneukdetail.

7304.285/0.6 = 12174N = 12Kn / 2 = 6 Kn per bout (dit worden wel hele kleine boutjes?) m6 ofso. :D

Tja, als jij toekomt met een liggertje van 20 kg en zo moet je ook niet verwachten superbouten nodig te gaan hebben.

Komt dit in de richting?

Overigens zijn we nog steeds aan het oversimplificeren, en daarvoor moet je dan eigenlijk terug naar het bericht van Oktagon, een paar posts geleden. Windbelasting op ligger en verkeerslichten, en we praten al helemaal niet over de dynamiek van het geheel (dit zal wapperen als een vaantje in de wind, en door dat gezwabber spelen er nog wel krachten van en andere orde). Daarmee val je in een heel ander soort constructieberekeningen. Vraag is of dat allemaal de moeite waard is als "Ze nemen het gelukkig nog niet zo nauw met foutjes" geldt.

P.S. Welk schets progje is dat? Het ziet er beter uit dan wat ik nu gebruik voor schetsen (delta cad)

Dat is simpelweg Paintdotnet. Zal ongetwijfeld voordelen hebben boven deltacad, maar minstens evenzovele nadelen voor technisch tekenwerk. Coördinaten invoeren en je lijn staat er tot op de millimeter nauwkeurig is er bijvoorbeeld niet bij. Wél kun je in lagen werken en zo. De ruitjesondergrond ervoor heb ik zelf gemaakt. Moet nogal eens een schetsje maken voor dit huiswerkforum... :P
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

#12

Leviathan

    Leviathan


  • >100 berichten
  • 123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 juli 2008 - 19:13

Ik zou zelf inderdad niet onder me eigen stoplicht gaan staan maarja dat komt vanzelf nog wel in de 4 jaar die nog moet (hoop ik dan).
Als ik dit project nu over zou doen zou ik inderdaad wat dingen anders doen (om te beginnen niet de waardes uit een tabellen boek voor hout halen) maar alles was al goedgekeurd (zelfs die hoge windbelasting :S?) Dus dat ga ik niet veranderen.

Hij had alleen een fout gespot in het moment dat de bouten moeten opnemen.
Ik hoop dat nu gefixt te hebben.

In ieder geval, bedankt voor de hulp!

Veranderd door Leviathan, 02 juli 2008 - 19:15


#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 juli 2008 - 20:04

..//..

Hij had alleen een fout gespot in het moment

die is er nu wel uit ja. :D
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





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures