Hallo!
Ich möchte einen Zylinder bauen, der einem so hohen Druck von Außen wie möglich standhält, aber auch möglichst leicht ist.
Am besten eigent sich dafür glaube ich Kohlefaser. Dafür habe ich leider nur die Zugfestigkeit von 3530 MPa gefunden, vllt findet ja noch jemand die Durckfestigkeit.
Als Beispiel habe ich einen Zylinder mit h=10cm und d=5cm genommen, konnte aber nicht ausrechnen, bei welchem Druck der kollabiert, da ich nicht weiß, wie die Kräfte da wirken. Bestimmt kann mir jemand weiterhelfen.
Danke schonmal!,
Paul
Achso:
Wandstärke ist beliebig, meinetwegen 1cm. Und am besten wird es sein, wenn er ein paar runde „Ecken“ hat, aber wenn das von der Berechnung zu schwer ist, dann soll halt alles senkrecht sein.
Hallo!
Bin kein Ingenieur und auch kein wirklicher Fachmann, aber etwas rudimentäre Erinnerung an Festigkeitslehre und etwas google führte mich zu folgenden Errungenschaften:
http://www.hs-esslingen.de/static/359/Z-Duennwandige…
http://www.rc-network.de/forum/archive/index.php/t-2…
Als „Schubfestigkeit“ wird von ca. 200 N/mm² ausgegangen, (was aber stark vom Faseranteil usw. abhängt. Das kannst Du dann in den Formeln von der Esslinger Seite als σ einsetzen.
Interessant fand ich (der sich noch nie mit so etwas beschäftigt hat), dass die Tangentialspannung immer größer ist, als die Axialspannung, was mit der Alltagsbeobachtung zusammen passt, dass ein platzender Schlauch fast immer längs reißt und selten quer.
Michael
Danke für die tollen Seiten!
Was mich bloß irritiert ist, dass bei den Formeln die Höhe des Zylinders nicht mit einfließt… Die ist aber von großer Bedeutung!
Hallo!
Was mich bloß irritiert ist, dass bei den Formeln die Höhe des
Zylinders nicht mit einfließt… Die ist aber von großer
Bedeutung!
Und zwar welcher?
Okay, wenn der Zylinder sehr kurz ist, stützen die beiden Stirnflächen die gewölbte Fläche ab. Wahrscheinlich hält das Material dann mehr aus als die genannten 200 N/mm². Dafür werden die Stirnflächen relativ stärker belastet. Wenn der Zylinder aber „hinreichend lang“ ist, dann muss sich das Material der Mantelfläche schon selbst tragen.
Michael
Am besten eigent sich dafür glaube ich Kohlefaser. Dafür habe
ich leider nur die Zugfestigkeit von 3530 MPa gefunden, vllt
findet ja noch jemand die Durckfestigkeit.
Hallo Paul,
entscheidend ist, glaube ich, die Festigkeit des Verbundmaterials (1,5GPa):
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstofffaserverst%C…
Grüße aus München, Hypatia
Hallihallo,
Du behandelst zwar nur einen gaaanz kleinen Zylinder, aber möglicherweise helfen Dir Regelwerke zur Berechnung von Druckbehältern weiter, so z.B. das AD-Merkblatt B6, ASME VIII-1 oder PD5500. In der Tat wirst Du dort den Zusammenhang mit der betrachteten Länge wiederfinden (u.a. Zahl der Beulwellen). Auch die Form der Enden ist nicht ohne Belang. Na ja, jedenfalls bei vergleichsweise „großen“ Druckbehältern.
Gruß
Slarti