Festigkeit Alublech + Kupferrohr berechnen

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Halli Hallo,

Ich will folgendes berechnen, leider komme ich nicht ganz klar damit:
Man schweißt ein Kupferrohr (d=10mm) mittels Ultraschallverfahren mittig an ein Alublech (b=120mm, s=0,2mm). Das Ganze auf einer Länge von ca. 6 Metern.
Nun wird angenommen, dass sich alles gleichmäßig um 200 K erwärmt, somit entstehen starke Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Diese Belastung (Schubspannung) würde ich gerne berechnen und bestimmen, ob das Bauteil ihnen standhält.

Ich hoffe mein Problem einigermaßen verständlich erläutert zu haben.

Vielen Dank!

#2

Anmerkung
Die Längenausdehnung habe ich mit Hilfe dieser Formel berechnet:

∆l=α*l_0*ϑ
α: Längenausdehnungskoeffizient
l_0: Länge bei der Temperatur 0° Celsius
ϑ: Temperaturunterschied

Kann ich die wirkende Kraft anschließend über die Formel für das E-Modul bestimmen?

F/A = (∆L/L_0)*E

Schließlich muss noch folgendes gelten:

F/A

#3

Hallo Bierle,

bei deinen Berechnungen kann ich dir nicht helfen, aber als Handwerker würde mich brennend interessieren, warum du sechs Meter Kupferrohr an einen Streifen besserer Alufolie schweißen (geht das?) willst.
„Festigkeit“ hört sich in dem Zusammenhang sehr optimistisch an.

Gruß
Peter

#4

Hallo Peter,

Mir fällt grad auf, dass ich einen kleinen Bock reingebracht hab, das Alublech hat eine Dicke von 0,5 mm.

Dieser Aufbau (allerdings die Verbindung Kupferrohr mit Kupferblech) wird in thermischen Solarkollektoren verbaut. Für eine Arbeit an meiner Hochschule wollte ich mit einfließen lassen, ob das Ganze noch halten würde, wenn man Alubleche verwendet. Allerdings sind 6 Meter natürlich der Extremwert, normale Maße sind 3 oder 4 m.

Ich weiß das der Aufbau so nicht halten wird, wollte es aber mit ein paar konkreten Zahlen unterstreichen.