Brauch mal Spezis für TechMech :)

[DIGIT]

Anbei eine Beschreibung und Konstruktionsskizzen.
Beschreibung und Konstruktions-Skizzen

[Nick]

Moinsen,

also ich waere wirklich dankbar, wenn das Teil mal jemand in einem CAD-Programm baut. SolidWORKS oder sowas sollte ja fuer euch kein großes Problem darstellen. Wird ja auch witzig aussehen, kann ich mir zumindest vorstellen.

@DIGIT: Wenn du dir die Fotogalerie auf der Seite des Herstellers anschaust, dann bekommst du einen Eindruck ueber die Belastungen. Die springen zum Teil über zwei Meter hoch.
Und noch was: Wo liegt denn bitte bei dir genau der Unterschied zwischen dynamischer und schwingender Belastung  :huh:  B)  :blink:  :flower:  :innocent:  

Kleiner Scherz!

Gruß vom Nick

[DIGIT]

Detailskizze

[Nick]

Danke auch.

Das sind aber wirklich mal ordentlich große Verformungen, da kommen wir nur mit hoeherer Theorie zurande.
Da muss ich mich ja wohl noch extra schlau machen, welche Elemente da verwendet werden muessen.

Das scheint ganz schoen auszuarten.

[DIGIT]

ordentlich große Verformungen

Die Skizze ist sicherlich bei Weitem übertrieben.
Ich lass mich dadurch nicht drausbringen und rechne halt mit einem krummen Bleistift weiter...

[Scorcher]

Also auf der Zeichnung sieht das aus wie eine stink normale Spiralfeder. (die vielleicht sogar als gerader "Balken" geliefert wird)
Seid ihr euch sicher, dass ihr da nicht mit Kanonen auf Spatzen schießt?
Und wenn ihr eine wunderbare geometrie ausgerechnet habt, müsst ihr euch dann Gedanken machen, wie ihr das ganze hergestellt bekommt.
Federn werden ja im Allgemeinen nicht spanend gefertigt, weil da die Gefahr von Mikrorissen zu groß ist. (grade in diesem speziellen Fall)

[DIGIT]

Seid ihr euch sicher, dass ihr da nicht mit Kanonen auf Spatzen schießt?

Nu freilsch.
Wir wissen zwar nicht was wir tun, aber wir sind schneller dort.

Vom ersten oben genannten Primivmodell abgeleitet das zweite Primitivmodell:

Ein Bogen in der Form eines Kreisabschnittes ist an einer schrägen Wand im Punkt C eingespannt.
Die Wand verläuft von links unten nach rechts oben
Der Bogen verläuft am rechten unteren Ende in vertikaler Richtung. (Punkt A)
Ein Stab verläuft in einem Winkel phi_0 vom Kreismittelpunkt zum Bogen. (Punkt B).
Die Wand hat einen Winkel beta mit der Horizontalen.
Am Punkt B wirkt eine horizontale und eine vertikale Kraft.
Der Stab soll diese "Stange" von der Fußsohle zum Federelement modellieren.

- Bei anderen Drehungen des Koordinatensystems hatte ich noch mehr Si- und Cosinüsse
- Das System ist statisch unbestimmt.

Zwischenergebnis:
Die Stabkraft habe ich (erstmals bei der Wirkung der horizontalen Kraft) aus dem unbestimmten System herausgerechnet. Ziemliche Fummelei mit den Sinüssen und Cosinüssen, letzendlich Handwerk. Kontrolle notwendig.
Ich kann somit, für beliebige Öffnungswinkel des Bogens und beliebige Angriffspunkte des Stabes den gesamten Momentenverlauf  über das ganze Federelement liefern.
Nächste Schritte:
- Kontrolle des Momentenverlaufs durch zweite Methode
- Dann das ganze auch für die vertikale Kraft rechnen und kontrollieren.
Ziel: Gesamter Momentenverlauf im Federelement durch Superposition der Zwischenergebnisse.

Frage an Nick  :flower: et al.
- Die Biegung eines statisch unbestimmten Kreisbogen rechnen ist kein Problem.
- Die Biegung eines statisch unbestimmten geraden Trägers rechnen ist auch kein Problem.

Aber was passiert denn, Nick ?
Wir nehmen ja ein gerades Stück Federelement und spannen das in die "Halterung" ein.
Du weißt schon worauf ich hinauswill: Die Vorspannung.
Wir biegen ja nicht ein Stück Kreisbogen noch ein bißchen mehr, sondern spannen ein gerades Federelement ein, so dass es (in Ruhelage des Gesamtsystems) krumm ist und biegen dann, so dass es noch ein bißchen krümmer wird.

Der Übergang gerade -> krumm -> noch krümmer ist ja auch von der FEM-Seite nicht gerade einfach, oder ?
Superposition der Grundspannung von gerade auf krumm zu den nachfolgenden Belastungsgrößen? So würde ich es erstmals ansetzen und weiterrechnen.

Nachtrag zu Scorcher:
- Mikrorisse sind kein Problem. Wir schmieren das mit Farbe zu, so dass das niemand sieht.

Grüße
DIGIT
 :limes_0:

[DIGIT]

Bis zu  welchen Grenzen ist die Theorie und die Diffgleichung der Biegung (so wie wir sie gelernt haben) zulässig ?
Wie weit darf ich unser Federelement biegen und noch mit "der normalen Diffgleichung" rechnen ?

Anhand welcher Parameter kann ich abschätzen, ob ich mich noch im zulässigen Bereich hoher Konfidenz befinde ?

Was (im Sinne manuell mit dem Bleistift machbar) kommt danach ?
Ja, ja, ich weiss schon, dass man 56000 Knotengleichungen auch mit der Hand rechnen kann. Deshalb ist ja Nick immer so voll im Stress.    

@ einerOhneAhnung :flower:
Geduld, Geduld. Du bist ja auch noch nicht mit dem Belastungstest fertig.

[Nick]

@DIGIT: Die Biegelinie ist nur dann zulaessig, wenn das Biegemoment nicht von der Verformung abhaengig ist. Nur dann kann man sie durch einfaches Integrieren loesen. Sobald dies nicht mehr der Fall ist, muss die DGL halt geloest werden; Eigenwertproblem inklusive.
Die Sache mit der Vorspannung ist kein Problem, wenn man die Kennlinie der CFK-Feder hat. Dann kann man sich zu jeder Verformung eine entsprechende Kraftgroesse berechnen und die dann in den Bilanzen einsetzen. Dann bekommt man auch die Kraefte, welche in der Stabkonstruktion wirken, wenn noch kein Mensch drauf rumsteht.
Das Biegemoment wird sicherlich stark von der Verformung abhaengen und die Kennlinie ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht linear.

Ich bin allerdings auch der Meinung, dass am Ende ein Engpass in Sachen Material herrschen wird. Interessant ist das alles schon, aber ich kann zur Zeit nicht viel Zeit aufbringen, auch wenn ich das wirklich gerne wollte.

Sorry

[max mustermann]

*off topic*

wenns fertig ist, dann nehm ich eins...

 :flower: