[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Nehme mal sicherheitshalber für dein Gewinde maximal 50% hiervon an
http://www.forschungsbuero.de/html/werkstoffe.htm, also 35N/mm2
10Mio Lastwechselspiele sind bei hochfrequenten Vibrationen nicht sehr lange.
28 Betriebsstunden bei 100 Herz so mal als Abschätzung zum Versagenspunkt.
Nun schaust Du in der Tabelle den Kernlochdurchmesser nach für m4 nach, also 3.5mm.
Somit hat die Fläche 70% von 0.25mm x die Steigung von 0,7mm an der Belastungsstelle, also 0,175mm Wirklinienlänge x Umfangslänge von ca 3 x 4 mm entsprechend 2mm quadrat pro Umdrehung oder 0,7mm Gewindetiefe.
Du kannst also sicher 70N pro Umdrehung Tiefe aufnehmen abzüglich der Vorspannung der Schraubverbindung.
Du hast zwar 4 Schrauben, aber da in deiner Konstruktion keine Pivotpunkte zwischen den Schraubpunkten liegen können sich Kraftspitzen im Verschraubungspunkt bilden und das hilft Dir somit für den Lastfall Zug nicht
Für die Wechsellasten kannst Du - wenn cih mich recht erinnere - die zulässige Last bei Mehrfachverschraubung im TORSIONSFALL halbieren, aber schau da lieber selber nochmal nach.



Michael

hier...


aber durch die zugabe von anderen stoffen verbessert man doch die eigenschaften des materials, ist es nicht quatsch dies zutun wenn am ende sowieso wieder nur der wert des reinen materials zählt...

du sprichst ja hier von der dehngrenze des materials. das ist ja die grenze wo sich das material dauerhaft beansprucht werden kann ohne zuermüden. bei einer 8.8 schraube ist das 8x8x10=640N/mm². in dem bereich ist doch die schraube ewig haltbar.

bei dem aluminium AlMgSi1 ist es 240N/mm²

http://www.haeuselmann.ch/webautor-data/23/EN6082.pdf

in dem link von oben ist ja die wechsellastfestigkeit von 80N/mm² angegeben. wechsellast ist ja nicht der wechsel von 100N zug auf 200N zug, sondern von 100N zug auf 100N druck. bei mir ist doch eine dynamsiche zug belastung vorhanden oder sehe ich das verkehrt?

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Klar, aber da steht doch auch genau wie ich es gerechnet habe.
Wo ist die Frage?

Kernlochdurchmesser = Spitzen des Gewindelochgewindes
70% ßberdeckung Schraubgewinde aus Toleranzfeld (geschätzt)
3 = Näherung für PI
4 = Aussendurchmesser des Schraubengewindes max
0,7 = Nennsteigung M4
0,25 = 4mm - 3,5mm und davon die Hälfte, da beides Durchmesser waren, die ßberdeckung aber nur am Halbmesser ist wenn man die gesamte Steigung nimmt.

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

wo du die 0.25 herhast...

wenn ich jetzt die 2mm² pro gang habe, dann sind ja im alu bei 11,5gängen 23mm² fläche verschraubt.

dann müste das alu eine dauerbelastung (dehngrenze) von 23mm²*240N/mm²=5520N haben.
die schraube hat ein spannungsquerschnitt von 8,78 (tabellenbuch), 8,78mm² x 640N/mm²=5619N

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

aber durch die zugabe von anderen stoffen verbessert man doch die eigenschaften des materials, ist es nicht quatsch dies zutun wenn am ende sowieso wieder nur der wert des reinen materials zählt...

"verbessern" ist hier der Gedankenfehler. "ßndern" wäre hier eher angebracht.
Die Dauerschwingfestigkeit eines Metalls kann ich nicht über die Grenze des Grundmaterials hinweg ändern.
In einem Kettensystem zählt immer das schwächste Glied.
ßndern tut sich aber die makroskopische Festigkeit, da sich die Kräfte im Material anders verteilen.
nur mikroskopisch kommt es oberhalb der Grundmaterialfestigkeit und und unterhalb der Legierungsmaterialfestigkeit schon zu Ermüdungen, nicht versagen.
Die Teile werden in dem Bereich dann von Dauerteilen zu Verschleissteilen.
Deswegen gibt es bei manntragenden Systemen die ohne Ausnahme einzuhaltende Betriebsstundenzahl bis zum Tausch.
Selbst wenn das Teil oberflächlich keinerlei Schäden hat wird es getauscht.

du sprichst ja hier von der dehngrenze des materials. das ist ja die grenze wo sich das material dauerhaft STATISCH beansprucht werden kann ohne zuermüden. bei einer 8.8 schraube ist das 8x8x10=640N/mm². in dem bereich ist doch die schraube ewig haltbar.

Kleine Ergänzung in Schwarz.

bei dem aluminium AlMgSi1 ist es 240N/mm²

http://www.haeuselmann.ch/webautor-data/23/EN6082.pdf

in dem link von oben ist ja die wechsellastfestigkeit von 80N/mm² angegeben. wechsellast ist ja nicht der wechsel von 100N zug auf 200N zug, sondern von 100N zug auf 100N druck. bei mir ist doch eine dynamsiche zug belastung vorhanden oder sehe ich das verkehrt?

Ich hatte Dir den Link zur Dauerschwingfestigkeit gegeben.
Dauerschwingfestigkeit ist auch die ständige Wechselbelastung 100Zug, 200Zug, 100 Zug, 200 Zug usw.
Das ist die ßberlagerung aus einer Mittellast von 150 Zug und einer dynamischen Wechsellast von 50N s-s.

http://www.f09.fh-koeln.de/imperia/md/content/personen/bonnet_martin/lehrveranstaltung/vorbesprechungkombipraktikum.pdf

Wenn Du es wirklich genau wissen willst, dann musst Du wirklich die Angriffskräfte am Blatt und Lager sowie dem Verschraubungsabstand und den Frequenzen modellieren.
Das macht niemand "zu fuss" sondern mittels FEM.

Das Problem wird sein, die Schlagkräfte abzuschätzen.

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

wo du die 0.25 herhast...

wenn ich jetzt die 2mm² pro gang habe, dann sind ja im alu bei 11,5gängen 23mm² fläche verschraubt.

dann müste das alu eine dauerbelastung (dehngrenze) von 23mm²*240N/mm²=5520N haben.
die schraube hat ein spannungsquerschnitt von 8,78 (tabellenbuch), 8,78mm² x 640N/mm²=5619N

Wenn Du 2mm2 pro Umdrehung hast, dann werden das 23 mm2 bei 11,5mm sein, korrekt.
240N ist die Streckgrenze sicher, also der 1er Auslegungswert ohne Sicherheit in der Konstruktion/Fertigung.
Die 5520 habe ich nicht nachgerechnet, aber dein Taschenrechner wird wohl ok sein, 20x250 = 5000

Die Schraube hat ca. 3 (PI) x 1,75 x 1,75 = ca. 9.5
also wird mit den Toleranzfeldern der Wert aus dem Tabellenbuch stimmen.

Nur darfst Du nun bei dynamischer Last nicht die 240 N ansetzen sondern musst nun die Dauerschwingfestigkeitswerte ansetzen.
Hierzu ist eine andere Tabelle zuständig.
Hier sind z.B, mal Angaben von Honsel zu deinem Material auf S22 ff

http://www.eloxal-muenchen.de/downloads/Handbuch_Knetwerkstoffe.pdf

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Massgeblich ist die Schwellfestigkeit so wie ich es verstehe, da hier keine Wechsellast vorliegt, sondern aufgrund der Vorspannung durch die Fliehkraft Schwellwechsellast.

Für dein Material ist der Wert 90N/mm2

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

dann müste man ja diese M-Blades entweder nach x-betriebsstunden nach ermüdung durchleuchten oder tauschen...

also müste ich die 23mm²*90N/mm² nehmen wenn es auf dauer halten soll?

was die fliehkraft angeht sind es 4 schrauben mit je 23mm² verschraubte fläche.
also:92mm².

1500N:92mm²=16,3N/mm²

jetzt hätte ich ja noch 73N/mm² übrig die durch dynamsiche belastungen auftretten dürfen oder wie?

aber stellt die fliehkraft nicht die größte belastung am kopf dar?

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

bei der Konstruktion von M-Blades wird man wohl darauf Rücksicht genommen haben oder etwas angeben.
Auf Flugtagen und Wettbewerben sind in den Bedingungen die ich kenne, aus den Gründen Metallblätter an Haupt und Heckrotor verboten.

http://www.f3c-heli.de/downloads/category/2-figurenbeschreibungen.html?download=1%3Afigurenbeschreibungen-p-a-d-programm

5.4.3.e

Ja, du musst die 90N annehmen.

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

dann müste man ja diese M-Blades entweder nach x-betriebsstunden nach ermüdung durchleuchten oder tauschen...

also müste ich die 23mm²*90N/mm² nehmen wenn es auf dauer halten soll?

was die fliehkraft angeht sind es 4 schrauben mit je 23mm² verschraubte fläche.
also:92mm².

1500N:92mm²=16,3N/mm²

jetzt hätte ich ja noch 73N/mm² übrig die durch dynamsiche belastungen auftretten dürfen oder wie?

aber stellt die fliehkraft nicht die größte belastung am kopf dar?

Du kannst nicht einfach die Kraft durch 4 teilen bei 4 Schrauben.
Dazu musst Du die einzelnen Lastfälle trennen und die Hebelverhältnisse der Schraubpunkte untereinander ansehen.
In deinem Fall liegen die Fliehkräfte alle vertikal auf der Schraubebene, insoweit kann man da - so ich mich erinnere - aufteilen, allerdings nicht bei dem Sicherheitsfaktor, da sonst Kettenbruch auftritt.

Bei den Schlaglasten musst Du die Hebelverhältnisse erst mal ansehen.

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

wenn die kraft nun nur auf eine schraube wirkt dann hält die 2070N, jede weitere schraube ist doch dann schon eine sicherheit oder nicht?



wie müste man den meinen kopf am prüfstand auf dauerfestigkeit testen?

du sagtest ja schon das er die drehzahl ewig abkann, aber wie würde man die halter dazu noch belasten wenn man wissen möchte wielange die verschraubung hält?

würde man eine kraft x umlaufend (kreisend) dran ziehen lassen?

durch diese kreisbewegung verändert sich ja die verteilung der kraft auf die 4 schrauben. aber wäre es im flug überhaupt möcglich das die kraft so sehr ihre richtung ändert das sie nur noch an einer schraube zieht*

wenn die kraft anch oben hebelt dann sind ja dort 2 schrauben, seitlich gesehn auch, nur wenn sie seitlich nach oben wirkt würde nur die gegenüberliegende schraube belastet werden, was aber nicht heißen muss das die anderen schrauben nun nicht mehr belastet sind oder davon nix halten müsten. wenn das blatt nach oben oder links schlägt/schwenkt wirkt doch die fliehkraft dieser auch entgegen damit ist die richtung doch immer nahezu gleich nur das sich der winkel ändert. z.b. 10° kreisend um ihren "0-punkt"

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

wenn der kopf nur dreht dann ist ja der punkt genau im schnittpunkt der 4 schrauben, also in der mitte des halters, wenn jetzt die schlagkraft dazukommt und das blatt hoch drückt oder runter dann wandert doch dieser punkt aus der mitte nach unten bzw. oben.

aber kann man da überhaupt das hebelgesetz verwenden bei so einem fall, was ist mit diesen kräfte-dreieck*


hier mal ein bild zur visualisierung was ich meine...


wenn du dort gerad dran ziehst dann verteilt sich die kraft auf beide halterungen, wenn du jetzt kreisend dran ziehst verlagert sich doch blos die belastung. also müste doch die schlagbewegung des blattes nur dazu führen das nicht mehr kraft am halter zieht sonder sich der angriffspunkt der kraft verlagert. dieses kräfte dreieck sozusagen...damit kommt ja diese dynamsiche belstung zustande weil die schrauben wechselnd oder schwellend belastet werden...

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Das tückische an dynamischen Belastungen, die aus unterschiedlichen Richtungen mit unterschiedlichen Frequenzen angreifen ist, dass sich ßberlagerungen der Wellen bilden.
Das ist wie auf dem Meer, wo dann aus dem "Nichts" auf einmal eine einzige Monsterwelle entsteht.

Du kannst also immer nur abschätzen und wo es kritisch ist, dämpfen.

Bezüglich der Schlaglasten kann ich ohne näher zu recherchieren so erst mal nur abschätzen dass der Heckrotorbedarf der Leistung beim Schweben etwa 30% des Hauptrotors beträgt (glaube ich so gelesen zu haben)
Ein 700er braucht glaube ich etwa 1 kW zum Schweben.
Also wird 30% davon in Seitenschub umgewandelt, welcher durch Schrägstellung der Rotorebene ausgeglichen wird, also rund 0,3kW
Nun schwingen die bei 1500 U/min 25 mal / sekunde.
1 Nm ist 1 Wattsekunde also ist 300 Wattsekunden = 300 Nm
Das ist mE die Gesamthöhe also 150Nm ist die Amplitude.
Nun hast Du 700er Blätter und einen Schraubabstand von 30mm = ca 25 facher Hebel.
Somit wirken rund 25x 150N = 4000N im Schraubgewinde dynamisch.
Aber mit der Umrechnung Leistung/Drehmoment kann ich mich auch fürchterlich vertan haben, da bin ich nicht firm.
Der Wert ist der UNGEDßMPFTE Wert.

Wenn du nun geschickt die Dämpfer so wählst, dass die Zeitkonstante dem Umlauf in etwa entsprichts, dann kommt ein Grossteil der Kräfte nicht in die Schraubverbindung.

[Piloto]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Ich habe mal meinen alten Schlüter 4-Blatt-Kopf auseinandergeschraubt. Die Blattstummel sind am Rotorkopf nur mit einer M6 Schraube mittig befestigt. Ehrlich gesagt sind die Schlagkräfte im Verhältnis zu den Fliehkräften wesentlich geringer, sonst wären uns die Köpfe damals um die Ohren geflogen.
Meine Erfahrung ist, daß die Blattspitzen nur wenige Prozent des Rotordurchmessers schlagen und dann auch noch durch Eleastizität der Blätter und die O-Ringe abgefedert werden.


Gruß
Bruno

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Im Vorwärtsflug ist die einzige Abschätzung die ich soweit kenne, dass einTDR beim Speeden bei ca.250km anfängt abzukippen, also das rücklaufende Blatt am zyklischen Grenzausschlag ist.
Der ist m.E. nach beim TDR rund 10Grad, der Maxpitch ist 15 Grad oder so, also gehen da schon etwa 25% der Gesamtleistung in die Kompensation der Rollrate in der Spitze.

Das dürfte die Belastung aus dem Schweben um einiges übertreffen.

Es gibt da auch Threads zu verbogenen Blatthalterschrauben und Hauptwellen (ungehärteten).
Aber rechne mal wieviel Kraft man selbst bei einer ungehärteten zum Verbiegen braucht.

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Ich habe mal meinen alten Schlüter 4-Blatt-Kopf auseinandergeschraubt. Die Blattstummel sind am Rotorkopf nur mit einer M6 Schraube mittig befestigt. Ehrlich gesagt sind die Schlagkräfte im Verhältnis zu den Fliehkräften wesentlich geringer, sonst wären uns die Köpfe damals um die Ohren geflogen.
Meine Erfahrung ist, daß die Blattspitzen nur wenige Prozent des Rotordurchmessers schlagen und dann auch noch durch Eleastizität der Blätter und die O-Ringe abgefedert werden.


Gruß
Bruno

Die Dämpfung nimmt die Kräfte raus.

ist der Zentralteil des Schlüter Kopfes Alu?

Welche Blattlänge und Drehzahl?