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Bauen - Reparieren - Basteln Boardbau, Modifikationen am Material, ...

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Alt 13.05.2009, 19:39   #1
housi
du Tarzan, ich JN
 
Registriert seit: 06/2004
Ort: RnD bei FFC
Beiträge: 1.975
Standard eine frage an die herren ingenieure, e-modul von nem sanwich ?

ich gelange mit meinem berufsschulwissen so langsam an den anschlag. ich wollte für mein neues projekt, ein skateboard, die maximale durchbiegung rechnen. ziel ist es die kerndicke zu optimieren.

hat einer eine idee wie ich das e-modul von nem sanwichbauteil bestimme?

aloha, reto
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Alt 14.05.2009, 12:30   #2
Surfhombre
Benutzer
 
Registriert seit: 07/2004
Ort: Nürnberg
Beiträge: 1.068
Standard

da hast du dir was vorgenommen

Du brauchst die Datenblätter über mechanische Eigenschaften der einzelnen Verbundmaterialien.

Und dann gehts weiter mit Idealisierungen, Randbedingungen, Matrixrechnung (z.B. Plattensteifigkeitsmatrix) usw., usw., usw.

Ich möchte kein Elastizitätsgesetz eines Faserverbundes aufstellen müssen

ich empfehle als Lektüre:

http://www.springerlink.com/content/...1788a2558&pi=0

und im Netz gab es mal ne Dissertation über Faserverbundwerkstoffe, hatte irgend was mit Zügen zu tun.

Viel Erfolg
Surfhombre ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.05.2009, 18:35   #3
GuerillaGärtner
FFC
 
Registriert seit: 05/2005
Ort: im Üechtland
Beiträge: 1.609
Standard

tönt ganz dena aus öbs fasch a chli gschider weri wedu wartisch bisi mis
glaminiert han, nai chaschu a däm gugge wis so tuet
GuerillaGärtner ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.05.2009, 18:49   #4
JojoF
Ride Hard, Ride Core
 
Registriert seit: 07/2004
Ort: Wörgl im Tiroler Unterland
Beiträge: 465
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Standard

Was die Zug und Druckkräfte zu berecnen angeht, da gibts es ein Tool von R&G. Funktioniert leider nur mit Microsoft Excel, nicht mit was anderem.
JojoF ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.05.2009, 20:14   #5
housi
du Tarzan, ich JN
 
Registriert seit: 06/2004
Ort: RnD bei FFC
Beiträge: 1.975
Standard

also danke schon mal. die durchbiegung von nem doppel-t-träger zu rechnen ist ja keine grosse sache, da dachte ich mir, dass das doch auch für ein faserverbundteil zu bewerkstelligen sein müsse

das tool von r&g kenn ich übrigens, bringt mich aber in dem fall auch nicht weiter.

dann wirds halt gemacht wie sonst auch - try and error.

aloha, reto
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Alt 15.05.2009, 09:46   #6
Dirk8037
Fischkopp in Züri
 
Registriert seit: 05/2006
Beiträge: 1.323
Standard Wende doch vor dem Trial und Error

einfach mal die Doppel T Träger Berechnung an. Falls Du es übertragen kannst Vielleicht kommt ja was vernünftiges raus.

In meiner grenzelosen Naivität finde ich, dass die beiden Sachen vom Prinzip so unterschiedlich nicht sind. Und Du willst ja schließlich keine Zulassung für die Raumfahrt beantragen und auf den mm genau brauchst du die Biegung ja auch nicht.

Grüsse
Dirk8037 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.05.2009, 17:45   #7
housi
du Tarzan, ich JN
 
Registriert seit: 06/2004
Ort: RnD bei FFC
Beiträge: 1.975
Standard

Zitat:
Zitat von Dirk8037 Beitrag anzeigen
einfach mal die Doppel T Träger Berechnung an. Falls Du es übertragen kannst Vielleicht kommt ja was vernünftiges raus.

In meiner grenzelosen Naivität finde ich, dass die beiden Sachen vom Prinzip so unterschiedlich nicht sind. Und Du willst ja schließlich keine Zulassung für die Raumfahrt beantragen und auf den mm genau brauchst du die Biegung ja auch nicht.

Grüsse
jepp, aber ich hab ja keine werte für das e-modul von einem eingebetteten glasfaserwerkstoff für unidirektionales e-glas. also komm ich nicht mal mit der einfachen rechnung weiter.

aloha, reto
housi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.05.2009, 23:50   #8
helm07
Benutzer
 
Registriert seit: 03/2007
Beiträge: 20
Standard

Das Problem ist: bei deinem Stahl T-Träger gehst du von einem homogen werkstoff aus (Guss- und Schmiedefehler mal ausgenommen). Aber bei einem Verbundwerkstoff spielen viel mehr Faktoren eine rolle die einzeln angepasst erst ein einigermaßen gutes Ergebnis liefern.
Da du aber dein Board optimieren willst, also sagen wir den kern um 1mm verstärken oder ausdünnen willst musst du möglichst exakte annahmen treffen sonst bekommst falsche ergenisse.
Wenn du es ernst meinst umfasst diese aufgabe eine Diplomarbeit mit finite elemente berechnung.
helm07 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.05.2009, 07:52   #9
housi
du Tarzan, ich JN
 
Registriert seit: 06/2004
Ort: RnD bei FFC
Beiträge: 1.975
Standard

@ helm

das ist mir klar, ich wollte keine genauen werte, ich wollte nur einen richtwert ob ich 6 oder 12 mm kerndicke benötige bei dem geplanten aufbau.

ich würde dann auch auf nummer sicher gehen und eher dicker bauen, denn es geht nicht mal um flexoptimierung, das gerät soll einfach möglichst keinen haben!

aloha, reto
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Alt 16.05.2009, 08:33   #10
andib2
Benutzer
 
Registriert seit: 03/2008
Beiträge: 549
Standard

wenn steif und möglichst dünn sein soll nimm Wabensandwich in Verbindung Carbongelegen.

Die Dicke ist von der Länge des Bauteils abhängig.

Um die 8- 10 mm müßten da aber ausreichen.

Falls du da was brauchst sende mir eine PN ich habe noch Reste bei mir.

Andy
andib2 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.05.2009, 08:49   #11
WindMind
Benutzer
 
Registriert seit: 01/2009
Beiträge: 313
Standard

hey,

wenn du mit Sandwich meinst, dass ein Kern (aus Holz?) in der Mitte liegt und von beiden Seiten mit Fasern umschlossen wird, so steigt mit der Kerndicke auch das Flächenmoment 2. Grades des Sandwiches.
D.h. desto weiter die Faserschichten auseinander sind, desto mehr Spannung nehmen sie pro grad Durchbiegung auf und desto steifer wird deine Konstruktion.
Ist wie beim Doppel - T - Träger, die senkrechte Mitte trägt fast nichts, ist nur da um die beiden tragenden Bleche zusammenzuhalten.
Was ich sagen will: es ist nicht nur der E-Modul des FVK und die Steifigkeit des Kerns an sich die ausschlaggebend sind, sondern auch die Geometrie des Aufbaus.

Echt so ein E-Modul für FVK gibt es nicht? An der Uni hatten wir in Werkstoffkunde Kunststoffe wohl in Schaubildern die Emodule qualitativ gegen die von Stählen aufgeführt. Kann dir keine Zahlen nennen, aber ganz gewiss gibt es die E-Module von gängigen FVK zum Nachschlagen! Wenn nicht im Dubbel (Handbuch des Maschinenbaus welches ich nicht besitze), dann in der Literatur in Bibliotheken. Wenn nicht hilft vielleicht auch ein Anruf im Kunststoffinstitut der Uni deiner Umgebung...

viele Grüße
WindMind ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.05.2009, 11:26   #12
housi
du Tarzan, ich JN
 
Registriert seit: 06/2004
Ort: RnD bei FFC
Beiträge: 1.975
Standard

Zitat:
Zitat von WindMind Beitrag anzeigen
wenn du mit Sandwich meinst, dass ein Kern (aus Holz?) in der Mitte liegt und von beiden Seiten mit Fasern umschlossen wird, so steigt mit der Kerndicke auch das Flächenmoment 2. Grades des Sandwiches.
D.h. desto weiter die Faserschichten auseinander sind, desto mehr Spannung nehmen sie pro grad Durchbiegung auf und desto steifer wird deine Konstruktion.
Ist wie beim Doppel - T - Träger, die senkrechte Mitte trägt fast nichts, ist nur da um die beiden tragenden Bleche zusammenzuhalten.
Was ich sagen will: es ist nicht nur der E-Modul des FVK und die Steifigkeit des Kerns an sich die ausschlaggebend sind, sondern auch die Geometrie des Aufbaus.
jep, war mir klar

und das e-modul gibts sicherlich irgendwo, finde aber nichts.
housi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.05.2009, 12:18   #13
Horst Sergio
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Beiträge: 2.536
Standard Jub, ich stand mal vor dem selben Problem,

und hatte mir damals eine Formel für eine Sandwichstruktur von meinem Bruder (Bau-ing) raussuchen lassen. Dass man dabei nicht an Vereinfachungen vorbeikommt ist klar, meine waren damals, so weit ich weiß: Balken konstanter Querschnitt. Mittlere Schicht ist nicht komprimierbar. Und dann noch bei biaxialem Carbon einfach halbes Gewicht mitgezählt und mit E-Modul von Carbon...
Wo ich mir noch recht sicher bin, dass in die Durchbiegung des Balkens bei konstanter Last, die Dicke des Kerns mit der 4. Potenz eingegangen ist, was zeigt wie extrem sich hier kleinste Abweichungen auswirken können.

Wenn ich die Rechnungen finde sage ich bescheid. Mein Brett ist übrigens ganz gut so geworden wie ich es ausgelegt hatte: Zur Sicherheit etwas zu hart...

Ein guter Ansatz auf den du vielleicht schon selber gekommen bist, ist es erstmal das Brett zu machen und dann den Feintrimm der Härte über die Achsabstände zu machen, und dann erst das Brett fertig zu shapen.

Viel Glück

Gruss da Bernhard


Ach und nochwas was sich zwar sicher erübrigt, aber: Qualitativ hochwertiges Holz verwenden, ein Freund hat viel mit Faserverstkunst. zu tun und hat sein erstes Skateboard wegen eines minderwertigen Kerns zerlegt bzw. hatte plötzlich zwei Bretter Ober- und Unterlaminat, weil der Kern die Scherkräfte nicht überstanden hat.
Horst Sergio ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.05.2009, 13:37   #14
taeniura
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Beiträge: 2.595
Standard

@bernhard, Steineranteil is doch 3.Potenz?!?

fürn Slalomdeck(ca.80cmx 20cm) hat sich ganz gut bewährt bei mir:
2x 4mm multiplex(birke glaub ich) als Kern
oben und unten je ca. 600g UD Glas und 200g +-45° Glas oder Kohle
bei ca. 4cm Vorspannung kommt das für 65-80kg ganz gut hin.

Gruß Martin
taeniura ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.05.2009, 07:37   #15
housi
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danke für die vielen tips, habs jetzt auch hingekriegt. das ganze gab mir auch einen wert, der realistisch klingt, aber es sind einfach zu viele unsicherheiten in der rechnung, und dann sind auch noch werte in der dritten potenz drin und fehler wirken sich halt sofort gravierend aus.

@taeniura
danke für den tip. sollte aber ein downhillboard werden, slalomboards hab ich auch schon ganz ordentliche gebaut.
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Alt 18.05.2009, 13:33   #16
Röhrich
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E-Modul E-Glas UD 40000N/mm²
Trägheitsmoment Sandwich: I=b*t^3/6+b*t*d^2/2
b=Breite
t=Lagendicke
d=Sandwichdicke
--> Dehnung: e=M/(E*I)*d/2
Durchbiegung:w''=M/(E*I)
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Alt 20.05.2009, 21:01   #17
Air Force One
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Zitat:
Zitat von Röhrich Beitrag anzeigen
E-Modul E-Glas UD 40000N/mm²
Trägheitsmoment Sandwich: I=b*t^3/6+b*t*d^2/2
b=Breite
t=Lagendicke
d=Sandwichdicke
--> Dehnung: e=M/(E*I)*d/2
Durchbiegung:w''=M/(E*I)

Wo für braucht man das denn? Es soll doch nur ein Kiteboard werden und kein doppel T-Träger für ein Hochhaus berechnet werden.

Kern dicker = weniger Flex

bis 70 kg Kampfgewicht würde ich 10 mm Herex C70.75 nehmen; wird schon sehr soft. Bei mehr Körpergewicht 12-15 mm Herex C70.75.

Glas oben und unten jeweils 3-4 Lagen a 163 gr/m². Unter den Pads zusätzlich 3 Lagen.



Air Force One
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Alt 26.05.2009, 12:26   #18
Röhrich
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ER wollte doch rechnen...
Röhrich ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.05.2009, 16:39   #19
housi
du Tarzan, ich JN
 
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Zitat:
Zitat von Air Force One Beitrag anzeigen

Wo für braucht man das denn? Es soll doch nur ein Kiteboard werden und kein doppel T-Träger für ein Hochhaus berechnet werden.

Kern dicker = weniger Flex

bis 70 kg Kampfgewicht würde ich 10 mm Herex C70.75 nehmen; wird schon sehr soft. Bei mehr Körpergewicht 12-15 mm Herex C70.75.

Glas oben und unten jeweils 3-4 Lagen a 163 gr/m². Unter den Pads zusätzlich 3 Lagen.



Air Force One
mit dem aufbau von kiteboards habe ich längstens genügend erfahrung, aber es geht um downhill skateboard.

aloha, reto
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