Springen naar inhoud

Aanrijdbeveiliging: botsing vrachtauto en betonblok


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Ger

    Ger


  • >5k berichten
  • 16567 berichten
  • Technicus

Geplaatst op 20 januari 2011 - 16:09

Ik zit met een berekening die ik een jaar of 10 terug nog wel eens gedaan heb, maar waarvoor ik nu toch even iets te diep in mijn geheugen moet graven. Hopelijk dat iemand mij kan helpen het licht te zien. ;)

De situatie is als volgt. Voor een opslagtank moet een aanrijdbeveiliging komen, die moet voorkomen dat vrachtwagens de tank kapotrijden bij een botsing. Aangezien het om een tijdelijke locatie gaat, willen we hier geen rigoreuze constructie voor gebruiken, maar denken we aan Legioblocken; betonnen blokken die je simpelweg op de straat neerlegt. We willen hiervoor blokken gebruiken van 160*80*80 cm, welke een gewicht hebben van 2360 kg. Deze komen met een afstand van een meter rondom de tank af te liggen. Er wordt gereden met een maximale snelheid van 10 km/h (waarschijnlijk haalt men dit niet, maar we rekenen er wel mee).

De gegevens die we zo dus hebben zijn:
Massa vrachtwagen: 18000 kg (alleen trekker, zonder belading)
Massa betonblok: 2360 kg
Weerstandscofficint beton op beton: 0,6
Snelheid: 2,77 m/s

Wat ik dus wil weten is hoever het betonblok opschuift, en dat dit minder dan 1 meter is. Nu weet ik vrij zeker dt dit zo is, maar men wil het ronduit aangetoond hebben.

Ik ben dus eens gaan rekenen. Volgens E = mv is de energie van de aanrijdende vrachtwagen 18000 2,77 = 25000 J.

De tegenkracht die het betonblok uitoefent op de vrachtwagen is volgens Fw = m g = 0,6 2360 9,81 = 13890,96 N.

En hier stok ik even. Ik weet dan 1 J = 1 Nm, maar ik kan natuurlijk niet zomaar A delen door B om het aantal meter te achterhalen. Wat ik wl moet doen, daarvoor ben ik momenteel even in het duister aan het tasten.

Tips?
"Knowledge speaks, but wisdom listens."
- Jimi Hendrix -

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

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 20 januari 2011 - 16:58

LaTeX

LaTeX

v(t) = 0 (de auto staat stil), waaruit volgt dat

LaTeX

Gecombineerd met de eerste vergelijking geeft:

LaTeX

De versnelling (d.w.z de vertraging) kan berekend worden mbv de wrijvingsweerstand en totale massa en v0 is bekend

LaTeX

Hieruit volgt

LaTeX

Waarbij je er dus wel van uitgaat dat de vrachtwagen in zijn vrij staat en niet zelf remt.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3


  • Gast

Geplaatst op 20 januari 2011 - 17:48

E = mv is de energie van de aanrijdende vrachtwagen 18000 2,77 = 25000 J.

De tegenkracht die het betonblok uitoefent op de vrachtwagen is volgens Fw = m g = 0,6 2360 9,81 = 13890,96 N.

En hier stok ik even. Ik weet dan 1 J = 1 Nm, maar ik kan natuurlijk niet zomaar A delen door B om het aantal meter te achterhalen. Wat ik wl moet doen, daarvoor ben ik momenteel even in het duister aan het tasten.

Tips?

Dat mag wel. F.s=W, de arbeid door een constante kracht verricht. Omdat de massa niet verandert, is mg constant, en dus ook mgu. Helaas is nu wel de afgelegde afstand meer dan een meter.

Een en ander onder voorwaarde van een volkomen onelastische botsing. Als de vrachtwagen vervormt, gaat daar extra energie in. Dat kan een substantiele bijdrage leveren. Als de vrachtwagen terugstuitert (niet onelastische botsing) gaat daar ook energie in.

#4

Ger

    Ger


  • >5k berichten
  • 16567 berichten
  • Technicus

Geplaatst op 20 januari 2011 - 18:18

Bedankt, beiden.

Echter: het lijkt me strijdig met elkaar. Volgens Bessie kan ik dus 25000 delen door 13890,96 wat 1,80 m oplevert. Dat is alsnog heel wat minder dan 5,64 m.

@Bart: ik kan niet alle formules precies volgen.

LaTeX

Waar komt die 1,4 * 104 vandaan?
"Knowledge speaks, but wisdom listens."
- Jimi Hendrix -

#5

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 20 januari 2011 - 18:52

Ger, die 25000 J klopt niet, want je bent vergeten de snelheid te kwadrateren.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#6

Ger

    Ger


  • >5k berichten
  • 16567 berichten
  • Technicus

Geplaatst op 20 januari 2011 - 19:53

Verhipt! Je hebt gelijk.

Maar dan nog snap ik jouw berekening niet helemaal... Er worden sprongen gemaakt die ik niet helemaal kan volgen en hier en daar ook wat getallen gebruikt die ik niet kan plaatsen.

En is het nu echt zo dat zo'n blok dan 5 meter opschuift, terwijl de snelheid zo beperkt is? Natuurlijk komt er een flinke massa mee*, maar dat blok weegt zelf ook nogal. Nu kun je die dingen stapelen en schakelen, dus als het nodig is doen we dat gewoon, maar dan nog. Het klopt niet met mijn gut feeling.
Verborgen inhoud
Hoewel die er ook weleens naast mag zitten ;)


*)Overigens heb ik inmiddels vernomen dat die grootste truck van 18 ton er niet meer komt, en er alleen nog met kleinere van maximaal 8 ton gereden wordt - nogal een relevant verschil...
"Knowledge speaks, but wisdom listens."
- Jimi Hendrix -

#7

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 januari 2011 - 20:24

Waar komt die 1,4 * 104 vandaan?

Dat is jouw berekende 13890,96 N maar dan afgerond.

Natuurlijk komt er een flinke massa mee*, maar dat blok weegt zelf ook nogal

Dat blok van 2 ton weegt erg weinig t.o.v. die truck van 18 ton.

Is dit: Afstand (over tijd) = beginstelheid vermenigvuldigd met tijd + * versnelling * tijd in het kwadraat?

Ja, formule is correct en staat in ieder natuurkundeboek, volgt uit de integraal van LaTeX

Waarom volgt dat daaruit?

Omdat v(t) = 0 want uiteindelijk staat na verschuiven alles stil.

Hier zie ik ineens een aantal kwadraten die ik niet kan plaatsen.

Deze formule ontstaat door invullen van LaTeX in LaTeX

Veranderd door Fred F., 20 januari 2011 - 20:26

Hydrogen economy is a Hype.

#8

Ger

    Ger


  • >5k berichten
  • 16567 berichten
  • Technicus

Geplaatst op 21 januari 2011 - 11:28

Het viel me eigenlijk flink tegen, ik had verwacht dat zo'n blok beton wel aardig wat tegen zou houden. Voordeel: ik ben uitgegaan van 1 blok beton, maar ze worden geschakeld waardoor we de massa van 4 blokken kunnen gebruiken. Verder brengen we de maximum snelheid terug naar 5 km/h. Vergt wat extra discipline, maar op een achterterrein van zo'n 30 meter kom je toch niet echt op snelheid. Voor het half jaartje moeten ze daar maar even aan wennen.

We komen dan op een worst-case van een opschuiving van zo'n 30 cm, als een vrachtwagen frontaal de blokken raakt. Dat lijkt me voldoende.

Bedankt voor het meedenken!
"Knowledge speaks, but wisdom listens."
- Jimi Hendrix -





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures