Sterkteberekening buisprofiel

Moderators: jkien, Xilvo

Berichten: 13

Sterkteberekening buisprofiel

Hallo,

Ik ben net lid geworden en heb de zoekfunctie al toegepast, alleen kon ik niet vinden waar ik naar zocht.

Ik moet voor een project de minimale buisdikte berekenen, voor een fietsconstructie. De moeilijkheid waar ik over val is de hoek die in het geheel zit.

Om het te verduidelijken heb ik een zijaanzicht getekend.

Ik hoop dat iemand van jullie mij kan helpen, het mijn vraag duidelijk is uitgelegd.

Afbeelding

Hoop dat het plaatje uploaden is gelukt.

groetjes

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Wat is het probleem precies?

Berichten: 13

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Sjakko,

Het probleem is dat ik de minimale buis dikte moet berekenen waar de kracht van 1500N(150kg(maximale gewicht gebruiker).

Ik kom hier zelf niet uit,

Groetjes

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Waar loop je vast?

Berichten: 13

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Ik begrijp dat je het moet uitrekenen via de Wb(formules heb ik even niet bij de hand, zit op mijn werk) Maar door dat de buis onder een hoek staat loop ik vast.

Ik hoop dat iemand mij kan helpen

Groetjes

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Mag je aannemen dat de ketting een starre staaf is? Ik denk trouwens dat niemand reageert omdat je niks concreets vraagt.

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Toch nog eens even naar dit probleem gekeken. Om te beginnen zet ik de linker balk rechtop. Daardoor
\(\phi=30^{\circ}\)
.

Afbeelding
balk2.GIF
balk2.GIF (2.96 KiB) 1043 keer bekeken
Je kunt de kracht van de ketting op de balken ontbinden in een kracht loodrecht op de balk en een kracht evenwijdig aan de balk. De krachten loodrecht op de balk zorgen voor een doorbuiging
\(\delta_{L}\)
en de krachten evenwijdig aan de balk zorgt voor een doorbuiging
\(\delta_{N}\)
. De onderschriften 1 en 2 verwijzen naar respectievelijk balk 1 en balk 2. Doordat de balken gaan doorbuigen zullen de waarden van a en b veranderen. Ik neem dus aan dat de kettingverbinding een starre staaf is.
\(\Delta a = \delta_{L_{1}} - \delta_{L_{2}}sin \phi - \delta_{N_{2}}cos \phi\)
\(\Delta b = \delta_{N_{2}}sin \phi - \delta_{L_{2}}cos \phi - \delta_{N_{1}}\)
Voor en na de doorbuiging is de staaf even lang dus:
\(\sqrt{a_{0}^2+b_{0}^2}=\sqrt{a^2+b^2}\)
Gebruik hierbij dat
\(a=a_{0}+\Delta a\)
en
\(b=b_{0}+\Delta b\)
Alle doorbuigingen zijn in te vullen met behulp van de zogenaamde "vergeet-me-nietjes", zoals
\(\delta=\frac{PL^3}{3EI}\)
en dergelijke. De enige onbekende die dan nog overblijvf is de normaalspanning in de staaf. Als je deze kent, dan ken je alle uitwendige krachten op de staaf en kun je gaan bekijken waar de maximale spanning zit en kun je een combinatie van wanddikte en diameter kiezen. Laat even horen of het lukt.

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Hoeveel is de trapkracht op het tandwiel of is dat buiten beschouwing gelaten en moet je alleen de 1500 N rekenen;dan kun je vanuit de inklemming werken.De berekening is dan niet zuiver omdat de krachten kunnen varieren en er een gedeelte van die 1500 N wordt verwerkt in de trapkracht.

Dus?

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Ik weet ook niet precies wat hier nu de bedoeling van is, omdat ik sowieso al geen fietsconstructie in zijn tekening kan ontdekken. Waarschijnlijk is dit gewoon de opdracht die hij heeft gekregen en heeft het verder weinig raakvlak met een conventionele fiets.

Berichten: 4.502

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Volgens mij is het een trainingsfiets voor alleen de benen.

Echter:

De ketting kan in dit geval nooit functionneren als starre staaf want dan moet de spanning zo groot zijn dat het tandwiel niet meer kan bewegen.

Er zijn hier twee elementen,nl.een dynamische (tandwielen met ketting om iets in beweging te zetten ) en een statische (buisconstructie in een inklemming).

Als de "figuur" van 150 kg het tandwiel in beweging gaat zetten,treedt er een kracht op in de assen van de tandwielen en is bij deze "fiets" de bedoeling om een steeds grotere kracht en snelheid te kunnen uitoefenen op de ketting.

De ketting speelt m.i. geen rol in de diameterberekening van de buis,wel de optredende trapkracht met de bijbehorende dynamische bewegingen in het buissysteem.

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Ja, ik vind de schematische voorstelling ook compleet onrealistisch. Normaal loopt er van de ene buis naar de andere een buis waardoor de ketting natuurlijk weinig van doen heeft met de doorbuiging van het geheel. Normaal zou je ook inderdaad de trapkracht meenemen in de berekening. Ik kon verder ook niet echt een fiets ontdekken. Verder is het bericht van de topicstarter verschoond gebleven van enige vorm van achtergrondinformatie dus ben ik maar afgegaan op de schematische voorstelling en wat ik dacht dat de topicstarter ermee bedoelt. Deze heeft veel weg van twee balken en een staaf. Dit is dus niet zoals ik de buis in een fietsframe zou doorrekenen.

Berichten: 13

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Sorry voor de late reactie.

En dank voor de berekening ik ga er zo even naar kijken of ik er iets aan heb. Inderdaad mag de trapkracht buiten beschouwing worden gelaten en zoals oktagon al zei gaat het om een trainingsfiets.

Omdat deze ontworpen is op basis van een vormstudie is een buis tussen de 2 buizen weg gelaten. Ik was van mening dat de ketting dit zou opvangen, maar begrijp nu dat dit niet kan.

Hendrik

Berichten: 13

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Ik heb even gekeken naar je uitleg sjakko, alleen ik kom hier nog niet helemaal uit. Misschien hebben mijn vorige reply het ook veranderd.

Ik dacht zelf dat ik met de buigspanningsformule moest werken:
\(\sigma = \frac{M y}{I}\)
Alleen wist ik dan niet hoe ik de hoek erin moest verwerken en bekijk ik alleen balk 1 en het niet als 1 geheel..

Berichten: 1.007

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Alleen wist ik dan niet hoe ik de hoek erin moest verwerken
Je moet elke kracht op de balk ontbinden in een kracht loodrecht op de balk en een kracht in de lengterichting van de balk. Voor de buigspanning gebruik je dan inderdaad
\(\sigma=\frac{My}{I}\)
en voor de normaalspanning gebruik je
\(\sigma=\frac{F}{A}\)
De totale spanning is dan de som van beide. Ik stel alleen wel voor dat je een andere schematische tekening maakt om de krachten op de buis te berekenen.

Berichten: 13

Re: Sterkteberekening buisprofiel

Nou nog maar een keer proberen.

Ik heb een nieuwe tekening gemaakt van de krachten op de buizen en het geheel vereenvoudigd, zoals jullie kunnen zien heb ik de ketting vervangen door een starre staaf.

Afbeelding

Buis 1 = 1120 mm

Buis 2 = 840 mm

buis 3 = 775 mm

de hoek die buis 3 maakt met de inklemming onder is 45 graden.

Wat ik nu dus wil berekenen is de minimale diameter van buis 1

Ik ga het vanavond proberen verder uit te werken, ben alleen helaas niet zo'n sterkteleerwonder, eerst even eten.

bedankt voor jullie geduld,

Groetjes,

Reageer