Hallo Leute, ich habe folgendes Problem (schaut euch zum besseren Verständnis bitte die Grafik an) http://bwiebertha.de/problem.jpg
Also, der rechteckige Körper ist mit dem Standfuss über einen rotatorischen Freiheitsgrad verbunden. Der Standfuss ist fest mit dem Boden verbunden,kann sich also nicht bewegen.
Der rechteckiger Körper neigt nun dazu, sich unter einfluss der an S ansetzenden Schwerkraft um das Gelenk G nach unten zu drehen.
Diese Drehung soll durch ein elastisches Element (z.b. eine Blattfeder ??) verhindert werden, welches an das Gelenk G von außen befestigt wird (rotes Element im rechten Bild). Das elastische Element soll so steiff sein, dass sich das System gerade im Gleichgewicht befindet; Drehbewegungen sollen also generell schon noch möglich sein.
Ich habe leider überhaupt keine Ahnung mit welchem Ansatz man sich dem Problem nähert, aber ich vermute mal das hat etwas mit dem E-Modul zu tun?
Hi,
bin mir jetzt nich wirklich sicher… aber…
Federn werden mit F=D*s berechnet (Kraft= Federzahl*s) wobei jetzt die Federzahl dem E-Modul von Stahl entspricht, da der E-Modul ja auch sowas ist… Stahl im elastischen Bereich „federt“. Diese Gleichung kannst du allerdings nur für lineare Federn und für Zug-Druck-Belastungen verwenden!
Um dein Problem zu lösen solltest du das Biegemoment, das duch das Eigengewicht von deinem viereckigem Körper hervorgerufen wird berechnen und dann über die Daten der Feder (`ne Blattfeder wirds wohl nicht sein) die Durchbiegung der Feder berechnen. Daraus kannst du dann die Schrägstellung vom viereckigen Körper rechen. Für die Durchbiegungsrechnung musst du Widerstanstmoment und Materialdaten wissen…
Hallo Basti.
Dein Problem ist laut Skizze so theoretisch trocken, dass es staubt.
Um es einigermaßen mathematisch beschreiben zu können muss man einige Annahmen über die Realisierung machen. Nur ein Beispiel zu dem was ich meine.
Wenn man sich z.B. vorstellt, das rote elastische Element sei eine Blattfeder, dann ist es wichtig zu wissen wie sie mit Sränder und Quader verbunden ist. Angenommen sie wäre an Quader und Gestell jeweils mit der ganzen Auflagefläche befestigt (verschweißt, geschraubt, geklebt), dann würde in der Querschnittsebene die durch die Drehachse des Scharniers geht, im Element hauptsächlich eine Zugspannung auftreten.
Dann, wie steif ist der Fuß zwischen der dreieckigen Aussteifung und dem Scharnier? Ist der schwarze Punkt überhaupt ein reales Scharnier oder nur eine virtuell angenommene Drehachse?
Also ohne einige realistiche Annahmen kann man das Problem nicht angehen.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
Diese Drehung soll durch ein elastisches Element (z.b. eine
Blattfeder ??) verhindert werden, welches an das Gelenk G von
außen befestigt wird (rotes Element im rechten Bild). Das
elastische Element soll so steiff sein, dass sich das System gerade im Gleichgewicht befindet; Drehbewegungen sollen also
generell schon noch möglich sein.
Hallo Basti nochmal.
Die Bemerkung mit dem Gleichgewicht bringt mich auf eine Idee.
Das System ist dann in einem - labilen - Gleichgewicht, wenn der Quader so weit nach links gedreht wird bis der Schwerpunkt über dem Drehpunkt liegt. Bei Auslenkungen jeweils nach rechts oder links steigt das Störmoment proportional zum Auslenkwinkel. Diese Kennlinie kannst Du ermitteln (Dimension Nm / alpha). Wenn du nun eine Blattfeder so anbringst, dass sie in der labilen Gleichgewichtslage entspannt ist, und diese Blattfeder eine Federkennlinie hat die steiler als die Störmomentenkennlinie ist, wird aus dem labilen ein stabiles Gleichgewicht.
Das ist zwar ein Gedankenspiel, was aber funktionieren würde.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
elastische Element soll so steiff sein, dass sich das System
gerade im Gleichgewicht befindet; Drehbewegungen sollen also
generell schon noch möglich sein.
Wie weit soll die Drehbewegung gehen? Nur ein paar Grad
oder komplett bis zur Waagrechten (also 90°)?
Im zweiten Fall ist die Blattfeder eh nicht tauglich.
Da würde ich eher zu einer Spiralfeder greifen, die um das
Gelenk herumlaufen kann. Dann sollte das Gelenk aber evtl.
nach links auch einen kleinen Ausleger(evtl. auch Rolle) haben,
um ein Dreieck zu bekommen, an dem die Federkraft angreift.
Ich habe leider überhaupt keine Ahnung mit welchem Ansatz man
sich dem Problem nähert, aber ich vermute mal das hat etwas
mit dem E-Modul zu tun?
Wie schon geschrieben, sind genauere Angaben zu Randbedingungen
und Beweggründen notwendig.
Gruß Uwi
