[Mechanica] Reactiekrachten

SStraver

Hallo allemaal. Op mijn stage moet ik een onderrijbeveiliging voor vrachtwagens doorrekenen. Ik heb even een overzicht gemaakt met paint.

De onderrijbeveiliging moet worden doorgerekend met een kracht van 98100 N (horizontaal). De constructie is met 6 bouten gemonteerd aan het chassis. De eerste stap is het berekenen van de krachten die de bouten te verduren krijgen en wat de resulterende afschuifspanning is. De krachten op de bouten heb ik eerst geprobeerd uit te rekenen met de hand. Dus met som van M=0, er vanuitgaande dat er een zuiver moment tussen de bouten ligt. Dit is niet gelukt doordat ik teveel onbekende had. Daarom heb ik PC Frame gebruikt. Hier het resultaat:

De opleggingen hebben een rotatievrijheid en de krachten die in de tabel staan zijn in kN. Kan iemand mij vertellen of ik de goeie aannames heb gedaan? Ik zou trouwens ook graag deze berekening met de hand kunnen uitvoeren. Dus als iemand zin heeft om mij dit uit te leggen.. Graag!

Bvd,

Sander

oktagon

Er zitten veel onduidelijkheden in je vraag, het 2e plaatje verduidelijkt mij niets.

Ik deed dus enkele aannames wat plaatdikte ,boutsterkte ed.aangaat!

Zo rolde de berekening uit mijn bouten QB.45 programma (eigen product):

================================================

Constructie komt overeen met die bij een drie-scharnierspant

Hoekmoment in kNm: 39.36

Vert. oplegreactie (afschuifkracht) in kN : 98.1

Kernoppervlak tgv.Ideele kracht in mm2: 175.8759

Id.kracht=(Tk^2+3*Sk^2)^.5

Kernoppervlak tgv.alleen moment in mm2: 161.116

Kernoppervlak-aanwezig in mm2: 192

Ideele kracht randbout (trek+afsch.)in kN : 70.62095

Ideele spanning randbout in N/mm2: 354.8515

Proefspanning in N/mm2: 522

Veiligheidsfactor : 1.3

Toelaatbare spanning bouten in N/mm2: 401.5385

Aantal bouten : 6

Kerndiameter-vereist in mm : 14.96435

Kerndiameter-aanwezig in mm : 15.63526

Boutdiameter wordt dan : M18

Oplegkopplatendikte (en theor.) in mm : 8 -- 7.723546

Lasplaat tegen bovenligger,hoogte in mm : 274

Afstand a vanaf bouthart-min.2.5 d -in mm : 46.8

Zijafstand minimaal en aanbevolen in mm : 28 -- 36

====================================================

TD

Ik verplaats dit even naar huiswerk & practica, daar kan je op meer hulp rekenen.

SStraver

Bedankt voor de reactie en het verplaatsen.

Het klopt dat ik niet zoveel informatie heb gegeven over de constructie. Het ging mij puur om de reactiekrachten. Maar als je er een mooi programmatje voor hebt is dat natuurlijk helemaal mooi! [rr] Ik ga het natuurlijk wel even narekenen, dat zullen ze hier wel op prijs stellen. Zomaar een aantal waardes heb je niet zoveel aan.

De onderrijbeveiliging is van UNP200, dus 200x75x8.5. Die zit dus onder 45 graden gemonteerd met de vlakke kant tegen de vlakke kant van het chassis. Het chassis is van U200x60x6. De bouten hebben een horizontale afstand van 50 mm ten opzicht van elkaar en 160mm vertikaal.

Ik hoop dat je hiermee alle gegevens hebt.

Alvast bedankt!

oktagon

160 mm is een beetje veel voor de breedte van het profiel van U20;je moet,zie ook de berekening ongeveer 30 mm van de zijkant blijven,in dit geval wel 45; mm anders kun je de bouten niet aandraaien ;de bouten komen dan op 110 mm in verticale richting en de aangegeven 50 mm horizontaal lijkt wel te lukken.

Teken de profielen maar eens uit en houdt rekening met de opstaande flenzen van de U20,die een dikte hebben van ong.13 mm en je moet ook nog rekening houden met de binnenafronding van het profiel,dus getaxeerd wel 25 mm vrij houden tot zijkant bouten!

SStraver

Ja je hebt gelijk.

Ik had het verkeerd afgelezen. Het profiel is 274x65x7.

oktagon

Uit je laatste prentje zie ik wel dat de U-profielen ruggelings tegen elkaar aan gemonteerd zijn.

Die 98100 N (=9810 kg);klopt toch wel,want ik neem aan dat je twee van die dingen moeten maken onder de auto,dus dan telt de kracht dubbel,tenzij deze constructie midden onder de auto komt (op dus halve breedte)

Ik ging uit van gewalste profielen,uit je tekening zie ik dat het geperste plaatprofielen zijn,dan kun je wat korter tegen de kant zitten,hoewel niet veel korter

Het draagprofiel is blijkbaar groter dan eerst vermeld.

Ik had intussen mijn schilderij al klaar,daarop zie je in elk geval hoe het boorsysteem werkt met de afstand tot de zijden ivm de flenzen.

Dus hierbij mijn schema:

SStraver

Die kracht is een gegeven gewicht van 10000 kg, precies op dat punt. Vanzelfsprekend treedt dezelfde kracht op aan de andere kant.

De kracht op de bouten is mij nog steeds niet duidelijk. Ik heb zelf nog een berekening gemaakt aan de hand van de volgende formules: http://www.berekeningvanconstructies.be/2_60.htm, met de aanname dat het moment precies tussen de bouten ligt (zie het tweede plaatje van het topic, PCFrame- knooppunt 1)

Eerst moet μP berekend worden met formule 12:

M= 39240 N/m

som R= 0.70244 m

Daaruit volgt: μP= 55862.4224 N

Daarna heb ik F berekend met formule 14:

Voor de verst liggende bout vanaf het nulpunt, met r= 0.15264m geldt: F = 179.95 N.

Dit komt niet overeen met de waardes die PCFrame berekend. Heb ik de gegevens in PCFrame niet goed ingevoerd, of heb ik in deze berekening het nulpunt niet goed gekozen?

oktagon

10000 kg is al 98000 N,als ik die gelijk verdeel als alleen schuifkracht wordt dat per bout 98000N/6= 16333 N voor elke bout.

Voor het moment krijgt de uiterste bouw het nu extra voor zun kiezen;je moet van uit het centrum van de bouten een tegenmoment berekenen en wel elke bout met zijn eigen momenten arm naar het centrum.

Die theorie is voor mij geschiedenis,vandaar dat ik dat reeds lang geleden in een programma verwerkte en me nu nog flarden van de theorie herinner!

Aan jou om de theorie te bekijken,ik attendeer je er nog op dat een moment niet wordt uitgedrukt in N/m maar in bijv.Nm (kracht maal afstand);een druk of spanning in kracht per cm2 (kracht gedeeld door oppervlakte).

Dat zijn rekenprincipes.

SStraver

Ok bedankt voor de verbetering. Die fout zal ik niet snel meer maken.. Gelukkig ben ik door de verkeerde notatie niet de betekenis vergeten, want kracht/oppervlak is heel iets anders dan een moment

Maar ik ben eruit wat de reactiekrachten moeten zijn. De fout die ik heb gemaakt in PCFrame is dat ik de balken niet stijf genoeg waren. Daardoor vervormde ze wat effect had op de uitkomst. Daarom heb ik alles zo'n beetje oneindig stijf gemaakt. Dit zijn de reactiekrachten die eruit komen:

De bout met de korste afstand tot het nulpunt heeft de grootste reactiekracht. Ter controle: De tweede bout heeft een hoek van 45 graden ten opzichte van het nulpunt. De kracht zou hier loodrecht op moeten staan. Dit klopt. Met de hoogste reactiekracht heb ik de afschuifspanning berekend:

stel: kwaliteit bouten= 8.8

Vloeigrens= 640 N/mm²

τ(toel)= 0.85*640 = 544 N/mm²

As=F(res)/τ(toel)

=69507.1 / 544

=127.77mm²

Hieruit volgt een minimale boutafmeting van M16.

Helly1975

SStraver schreef:Ja je hebt gelijk. Ik had het verkeerd afgelezen. Het profiel is 274x65x7.

Off topic,

even nieuwsgierig:

Met softwarepakket is deze verbinding getekend?

SStraver

Dat heb ik getekend met SolidWorks. Op deze manier heb ik met een aantal hulplijnen alle afstanden en hoeken van de gaten ten opzichte van het nulpunt kunnen achterhalen. Dit gaat bij mij sneller dan het uitrekenen op papier

SStraver

Dat heb ik getekend met SolidWorks. Op deze manier heb ik met een aantal hulplijnen alle afstanden en hoeken van de gaten ten opzichte van het nulpunt kunnen achterhalen. Dit gaat bij mij sneller dan het uitrekenen op papier

oktagon

Hierbij een schema van de optredende afschuifkrachten veroorzaakt door het moment,de maximale K1 zie je weergegeven in de berekening.Die moet je combineren met de optredende afschuifkracht door de horizontale belasting van 98000 N.

Kun je vinden door de resultante te berekenen ofwel stomweg optellen,wat ook wel gebeurt!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Mechanica] Reactiekrachten

[Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten

Re: [Mechanica] Reactiekrachten