Bestimmung der Scherfestigkeit

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  • noch-ein-Günter
    noch-ein-Günter

    #16
    Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

    Zitat von JMalberg
    Jetzt setz mal noch Blattmasse, Drehzahl und Schwerpunktabstand ein ...
    Hallo Jürgen,

    Perfekt erklärt, Problem gelöst - Vielen Dank !

    Gruss Günter

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    • JMalberg
      RC-Heli TEAM
      • 05.06.2002
      • 22547
      • J
      • D: um Saarbrücken drum rum

      #17
      Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

      Tja, watt son Wirtschaftsing. nit alles kann.

      oh, das war jetzt zu dick aufgetragen... duck und wech
      Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Klappe halten oder nachfragen!
      Der Dunning-Krueger-Effekt ist immer und überall!

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      • spacebaron
        helispecials.de
        Hersteller Tuningteile
        • 21.09.2005
        • 2414
        • Erich
        • Trofi, auf der wilden Wiese, MFF Bitz und MFC Oberhausen

        #18
        Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

        Hallo,
        ich muss euch alle enttäuschen, der Ruhm des Wirtschaftsing. mag sein, hättest du jetzt Maschinenbau gesagt...... hätte ich gesagt..... Setzen ......6

        so dann mal ran was ein Mechaniker ( Meister ) kann.

        Falsch an der Ausführung ist, dass du Rm die Zugfestigkeit genommen hast. Es müsste die Streckgrenze Re sein.
        Rm ist die Festigkeit, an dem sich das Material nicht mehr im plastischen Bereich befindet.
        Näheres zum Schluss.

        zuerst zu der Scherfestigkeit genannt Tau.

        Tau errechnet sich mit folgender Formel: T = F / S
        Da es sich am Rotorblatthalter um eine zweischneidige Beanspruchung handelt MUSS die Scherfläche verdoppelt werden.

        Eine kleine Rechnung dazu:

        Vorraussetzungen:
        Rotordurchmesser 1,54m ; Drehzahl 1800 1/min; Schraubendurchmesser 4mm ( Scherfläche 12,566 qmm ) Gewicht Rotorblatt 0,195 kg.

        Berechnung der Umlaufgeschwindigkeit ( Blattspitzengeschwindigkeit )

        v ( in m/min ) =Pi x d ( in Meter ) x n ( in 1/min) = Pi x 1,54 x 1800 1/min = 8708,5 m/min =145,1 m/s
        oder in km/h 522.5

        Berechnung der Fliehkraft

        Fz = m ( Masse in kg) x v^2 / r ( in Meter ) = 0,195 x 145,1^2 / 0,77 = 5331,9 N und das ganze in Kg
        543,5

        die Ergebnisse einsetzen in die Formel T = F / 2xS = 5331,9 / 2 x 12,566 = 212,16 N/qmm Scherkraft die am Blatthalter anliegt.

        --------------------------------
        zu den Schraubenangaben

        Zugfestigkeit Rm Streckgrenze Re
        8.8 800N/qmm 640N/qmm
        10.9 1000N/qmm 900N/qmm
        12.9 1200N/qmm 1080/qmm

        Tip: Die erste Ziffer ergibt Multipliziert mit 100 die Zugfestigkeit. Dieerste und zweite ziffer miteinander Multipliziert und dann noch mit 10 Multipliziert ergibt die Streckgrenze.
        ---------------------------------

        dann zur zulässigen Spannung am Bsp. 12.9

        sigma limit = Re = 1080N/qmm x 0,9 = 972N/qmm
        sigma zulässig = sigma limit / Sicherheitszahl. Bei Sicherheitszahl 2 ist das 486N/qmm

        und das wäre die zulässige Scherspannung.

        ---------------------------------

        so bis dann
        Gute nacht.
        Erich Langohr
        TDF,TDR1,TDR2,2xLogo400CFK,ME262,Edge540,TRex600N, Ergo50,CH53Ec.s.,H500,VBC+Touch..

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        • spacebaron
          helispecials.de
          Hersteller Tuningteile
          • 21.09.2005
          • 2414
          • Erich
          • Trofi, auf der wilden Wiese, MFF Bitz und MFC Oberhausen

          #19
          Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

          noch was,

          wie hoch die streckgrenze der edelstahlschraube ich weiss ich nicht
          grüßle
          erich
          TDF,TDR1,TDR2,2xLogo400CFK,ME262,Edge540,TRex600N, Ergo50,CH53Ec.s.,H500,VBC+Touch..

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          • UlliC
            UlliC

            #20
            Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

            Hallo spacebaron,

            leider ist die Fliehkraft falsch berechnet.

            Für die Berechnung der Fliehkraft reicht der Radius zum Schwerpunkt.
            Der ist erfahrungsgemäß etwa 2/3 der Blattlänge.

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            • Stefan Scheuermann
              Stefan Scheuermann

              #21

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              • calla-lilli
                calla-lilli

                #22
                Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

                Hallo zusammen,
                im Großen und Ganzen habe ich jetzt die Scher-Festigkeitsberechnung der M4 Rotorblatt-Befestigungsschraube verstanden.
                Aber wie verhält es sich, wenn ich z.B. einen Looping mit 5 g fliege, entstehen dabei nicht auch noch Biegekräfte von den Blättern, die über die Rotorblatt-Befestigungsschraube in den Blatthalter einfließen?

                Gruß

                Michael

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                • Stefan Scheuermann
                  Stefan Scheuermann

                  #23
                  Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

                  Hallo Michael,

                  Ja, und nicht nur bedingt Loopings, es gibt eine Vielzahl von Faktoren die im Flug die last beeinflussen, diese sind sogenannte eigene und fremde Faktoren.

                  Eigene Faktoren sind gewollt, sie sind das Resultat aus der Steuerung, also Winkeländerungen am Blatt, Drehzahleinstellung. Wir gingen ja sogar bei der vorherigen Berechnung davon aus das pitsch null ist.

                  Fremde Faktoren sind diejenige auf die wir kein Einfluss haben. Z.B. Vibrationen, Drehzahlschwankungen, Spurlauf, das Blätterpeitschen (Knarr Geräusche) und sogar dem Absturz.

                  Um bei der Vordimensionierung (Auslegung) diese Einflüsse nicht außer Acht zu lassen (sonst würde man ja das Teil zu schwach oder zu stark auslegen) verwendet man sogenannte Belastungsarten und Betriebsfaktohren (hierfür gibt es Tabellen).

                  Es gibt auch zwei Auslegungsarten, auf Dauerfestigkeit und auf Zeitfestigkeit, d.h. auf Dauer also für mehr als 10^6 Lastspiele und auf Zeit also weniger als 10^6.
                  Dauerfestigkeit ist die klassische und einfache so wie es bis jetzt auch hier beschrieben wurde.
                  Zeitfestigkeit ist ein fall für sich, und würde dem rahmen dieser Diskussion sprengen.

                  Ganz zuletzt kommen ja auch noch die sogenannten Tests und Feldversuche, bei denen die teile unter realen Bedingungen getestet werden.


                  Was so eine kleine M4 Blattschraube auslösen kann.

                  Kommentar

                  • noch-ein-Günter
                    noch-ein-Günter

                    #24
                    Re: Bestimmung der Scherfestigkeit

                    Zitat von Stefan Scheuermann
                    Muss auch noch sagen dass ich es echt klasse finde, dass Nicht-Maschinenbauer die Motivation haben so was zu berechnen ...
                    Hallo Stefan,

                    Motivation eigentlich weniger ...

                    Auslöser war, dass in einem Baukasten eines 1.80 m Benziners als Blattbefestigungsschrauben M4 x 40 in der Güte 12.9 beigelegt waren. Bei diesen Schrauben ist für eine annähernd perfekte Blattbefestigung der Schaft etwas zu kurz, so dass der eine Schenkel des Blattgriffs schon auf dem beginnenden Teil des angerollten Gewindes zu liegen kommt. Besser wäre eine M4 x 45, die hat so ca. 23 mm Schaft, das wäre perfekt.
                    Leider ist diese Schraube nicht so gängig und bisher nicht in Mindermengen zu bekommen. Allerdings liegt die Schraube in Edelstahl der Güte 70 hier vor. Und nun musste man sich mit den Werkstoffen befassen, wollte man das Ganze nicht "verschlimmbessern" ...

                    Also:
                    • Der Blattgriff wird mit einer M5 Schraube (12.9) gehalten. Wann reisst die ab ?
                    • Wann schert die Blatthalteschraube (M4) ab ?
                    • Wäre da genug Reserve, um auf Edelstahl zu wechseln ?
                    • Welche Fliehkraft erzeugen eigentlich die Blätter bei welcher Drehzahl ?
                    • Steigt die Fliehkraft linear mit der Drehzahl ?

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                    • Stefan Scheuermann
                      Stefan Scheuermann

                      #25

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