Zweigelenkrahmen < Bauingenieurwesen < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Es sind die maximalen Spannungen in den verschweißten Ecken zu ermitteln die [mm] 80N/mm^2 [/mm] nicht überschreiten sollten. Wie ist das optimale höhen und breitenverhältnis?
[Dateianhang nicht öffentlich] |
Da habe ich folgende Frage zu. Es ist ja ein zweigelenkrahmen (siehe skizze).
... diesen Text hier...
Die Kräfte werden sich vermutlich so aufteilen wie ich es in meiner skizze schon angetragen habe.
Jetzt weiß ich nicht wie man auf die maximalen Spannungen in den ecken kommt.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Gruß Thomas
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 3 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:50 So 24.02.2008 | | Autor: | Tommy5110 |
Ich habe da nochmal drüber nachgedacht.
Ist es vielleicht nur das max. Biegemoment in den Ecken durch das Wiederstandmoment des Profils?
sigma=Mb/W
Denn die maximalen Momente in den Ecken habe ich ja bereits.
Ich hoffe ihr könnt mir tipps geben.
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:40 So 24.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Tommy,
![[willkommenvh]](/images/smileys/willkommenvh.png "[willkommenvh]") !!
Ja, Du hast Recht: in erster Linie geht es hier um das Eckmoment und der entsprechenden Biegespannung [mm] $\sigma_B [/mm] \ = \ [mm] \bruch{M}{W}$ [/mm] .
Wenn Deine Kraft $F \ = \ 1000 \ [mm] \text{(k)N}$ [/mm] beträgt, ist die Aufteilung der Kräfte (Auflagerkräfte) auch richtig.
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:06 So 24.02.2008 | | Autor: | Tommy5110 |
Hallo Loddar. Besten Dank für dein feedback.
Ich war mir zum schluss nicht mehr sicher.
Wollte das erst mit der Deformationsmethode rechnen aber bei dem Rahmen ist das ja auch so möglich.
Um jetzt das optimale höhen und breitenverhältnis zu bestimmen müsste ich jetzt nur das Moment ausrechnen und dann mit ... diesen Text hier... die Biegespannung mit der zulässigen Biegespannung vergleichen.
Besten Dank nochmal.
Gruß Thomas
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Hallo Loddar. Besten Dank für dein feedback.
Ich war mir zum schluss nicht mehr sicher.
Wollte das erst mit der Deformationsmethode rechnen aber bei dem Rahmen ist das ja auch so möglich.
Um jetzt das optimale höhen und breitenverhältnis zu bestimmen müsste ich jetzt nur das Moment ausrechnen und dann mit $ [mm] \sigma_B [/mm] \ = \ [mm] \bruch{M}{W} [/mm] $ die Biegespannung mit der zulässigen Biegespannung vergleichen.
Besten Dank nochmal.
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:15 So 24.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
> Um jetzt das optimale höhen und breitenverhältnis zu
> bestimmen müsste ich jetzt nur das Moment ausrechnen und
> dann mit [mm]\sigma_B \ = \ \bruch{M}{W}[/mm] die Biegespannung mit
> der zulässigen Biegespannung vergleichen.
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]") Richtig!
Um was für einen Querschnitt soll es sich denn hier handeln? Rechteckquerschnitt, Doppel-T, ...?
Gruß
Loddar
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Ich habe nochmal eine Frage dazu, sorry das ich die nicht sofort gestellt habe.
Die Spannung in den Ecken wird ja nun durch beide momente erzeugt, einmal durch die 4000N*250mm und dann durch F/2*1000mm
Wie bringe ich das zusammen? Ich kann die Biegemoment ja nicht einfach addieren und dann mit
$ [mm] \sigma_B [/mm] \ = \ [mm] \bruch{Mges}{W} [/mm] $
das maximale Biegemoment ausrechnen, oder?
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:05 So 24.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Tommy!
Das Eckmoment errechnet sich nur aus: [mm] $\left|M_{\text{Eck}}\right| [/mm] \ = \ H*h \ = \ [mm] \bruch{F}{2}*1000 [/mm] \ = \ ...$ .
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar. Es handelt sich hier um einen Rechteckquerschnitt 40*40*4
Das Widerstandmoment zu bestimmen ist kein Problem.
Habe mir jetzt überlegt das die max. Spannung im Eckpunkt sich ja aus zwei zusammensetzt.
$ [mm] \sigma_B [/mm] \ = \ [mm] \bruch{M}{W} [/mm] + \ [mm] \bruch{F}{A} [/mm] $
Die 4000N kann man ja in den Punkt verschieben weil diese kein Moment erzeugt.
Aber wie ermittle ich jetzt das optimale Höhen und Breitenverhältnis?
Oder ist das gar nicht möglich?
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:11 Mo 25.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Ich muss zugeben, dass mir irgendwie die Aufgabe unklar ist, da bei dem genannten Querschnitt [mm] $\text{QRo} [/mm] \ 40 \ [mm] \times [/mm] \ 40 \ [mm] \times [/mm] \ 4 \ [mm] \text{mm}$ [/mm] die Breite und Höhe vorgegeben sind.
Allerdings wird hier die Biegespannung von [mm] $\sigma_{\text{zul}} [/mm] \ = \ 80 \ [mm] \bruch{\text{N}}{\text{mm}^2}$ [/mm] nicht eingehalten, so dass evtl. mehrere dieser Querschnitte gewählt werden sollen.
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar. Warum ist denn die Breite und höhe vorgegeben?
Der Zweigelenkrahmen wird ja aus den Profilen zusammengeschweißt. Ich muss ja nur die Max. spannungen in den Eckpunkten ermitteln und ein optimales höhen und breitenverhältnis finden.
Aber ist das denn so das sich die Spannung so zusammensetzt wie ich geschrieben habe?
Also $ [mm] \sigma_B [/mm] \ = \ [mm] \bruch{M}{W} [/mm] + \ [mm] \bruch{F}{A} [/mm] $ ?
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:29 Mo 25.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Kann es sein, dass Du das Höhen-/Breitenverhältnis des Rahmen's und nicht des Querschnittes, aus dem der Rahmen besteht, bestimmen sollst?
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar. Ja, das höhen und breitenverhältnis von dem Rahmen. Sorry das es nicht so klar rübergekommen ist.
Jetzt weiß ich auch was du damit meintest das die Abmessungen vorgegeben sind...
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:32 Di 26.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Dann musst Du natürlich auch für allgemeine Maße $b_$ und $h_$ die Schnittgrößen am Rahmeneck bestimmen und zuvor die allgemeinen Auflagerkräfte:
[mm] $$A_v [/mm] \ = \ [mm] -B_v [/mm] \ = \ [mm] -F*\bruch{h}{b}$$
[/mm]
[mm] $$A_h [/mm] \ = \ [mm] B_h [/mm] \ = \ [mm] \bruch{F}{2}$$
[/mm]
Damit ergeben sich also folgende Schnittgrößen am Rahmeneck:
Biegemoment: $|M| \ = \ [mm] A_h*h [/mm] \ = \ [mm] \bruch{F*h}{2}$
[/mm]
Normalkraft im Riegel: $|N| \ = \ [mm] |A_h| [/mm] \ = \ [mm] \bruch{F}{2}$
[/mm]
Normalkraft im Stiel: $|N| \ = \ [mm] |A_v| [/mm] \ = \ [mm] F*\bruch{h}{b}$
[/mm]
Damit ergibt sich dann folgende Bestimmungsgleichung(en), welche man nach [mm] $\bruch{b}{h} [/mm] \ = \ ...$ umstellen muss:
[mm] $$\bruch{M}{W}+\bruch{N}{A} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{\bruch{F*h}{2}}{W}+\bruch{\max N}{A} [/mm] \ [mm] \le [/mm] \ [mm] \sigma_{\text{zul}} [/mm] \ = \ 80 \ [mm] \bruch{\text{N}}{\text{mm}^2}$$
[/mm]
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:53 Di 26.02.2008 | | Autor: | Tommy5110 |
Hallo Loddar. Vielen Dank für deine Hilfe.
Gruß Thomas
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| Aufgabe | | [Dateianhang nicht öffentlich] |
Hallo Loddar. So habe ich es auch gemacht.
Das war meine Vorüberlegung für folgendes Problem was ich ja nicht als Fachwerk rechnen kann weil es keines ist. Siehe neues Bild ... diesen Text hier...
Jetzt muss ich den Hinweis geben das sich dieses hier jetzt um meine Diplomarbeit handelt, das mit dem Rahmen war nur eine allgemeine Überlegung.
Es geht hier um ein Förderband was sich ja irgendwie durchbiegt.
Die erste skizze auf dem neuen Bild ist die gedankliche Weiterführung von dem rahmen, aber ich denke so kann ich es nicht machen. Die Streben sind geschweißt.
Die zweite skizze gibt das Problem wieder.
Wie groß müssen die Einzelnen Felder sein damit die Spannung nicht überschritten wird?
Wie weit wird sich der rahmen durchbiegen?
Wie weit müssen die Stützen auseinander sein?
Meinst du ich kann das wie einen einfachen Biegebalken rechnen?
Wenn ich es nämlich als Biegebalken betrachte spielt der Abstand der Streben ja keine Rolle.
Was meinst du dazu?
Gruß Thomas
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:52 Di 26.02.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Meines Erachtens kannst du für eine überschlägliche Berechnung schon einen Biegebalken annehmen.
Die vertikalen Streben bzw. deren Abstand geht dann jeweils für die Übertragung der Querkraft des Biegebalkens in Rechnung ... ähnlich der Diagonalen in einem klassischen Fachwerkträger.
Anderenfalls bleibt Dir wohl nichts anderes übrig, als diese hochgradig statisch unbestimmte Rahmentragwerke zu berechnen (evtl. auch mit EDV-Hilfe).
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar.
Ich bin es nochmal mit meinem Förderband.
Das mit dem Biegebalken hat sich wohl erledigt. Die Querkräfte wären ja mit dieser Methode gar nicht zu erfassen.
Man sagte mir das man dass mit dem Prinzip der virtuellen Kräfte oder auch Arbeitssatz rechnen müsste.
Ist dir vielleicht aus der literatur so eine "Eisenbahnbrücke" bekannt? Ich meine Eisenbahnbrücken sind ja zum Teil meinem Förderband sehr ähnlich.
Wie rechnen das Bauingenieure?
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:30 Mo 17.03.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Derartige hochgradig statisch unbestimmte System werden i.d.R. mit EDV-Unterstützung berechnet.
Zudem wird auch im Allgemeinen ein Fachwerk gewählt; d.h. lediglich gelenkige Stabanschlüsse sowie noch Diagonalen in den einzelnen Feldern.
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar.
Das mit den diagonalen habe ich auch schon vorgeschlagen. Das würde das ganze ungemein vereinfachen.
Jedoch kommt das mit den diagonalstreben bei der Firma nicht in Frage.
Hast du eine Empfehlung für bestimmte Programme?
Wie wurde so etwas früher gerechnet? Es gab ja nicht immer Computer....
Mit FEM kenne ich mich nicht aus.
Habe mich auch schon in der Bibliothek umgesehen, leider ohne Erfolg.
Ich weiß jetzt nicht so recht wie ich bei der diplomarbeit weiterkommmen soll.
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:57 Mo 17.03.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Tja, da wurde früher entweder wirklich müsham zu Fuß gerechnet (mit den von Dir bereits genannten Methoden "Prinzip der virtuellen Kräfte" und/oder Arbeitssatz).
Oder man hat dann vereinfachte Annahmen getroffen, um dann das System zu erfassen.
An Programmen für ebene Stabwerke mangelt es am Markt nicht. Wie sieht es denn bei Dir an der Uni aus? Gibt es da im Fachbereich Bauwesen oder Maschinenbau oder auch Mathematik vielleicht zugängliche Rechner mit entsprechenden Programmen oder gar Studi-Versionen, die Du auch mitnehmen kannst.
Was genau musst / willst Du denn berechnen?
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar.
An der Uni arbeiten die soweit ich weiß nur mit FEM. Aber es muss ja auch noch anders gehen.
Vielleicht muss ich wirklich mal im Netz nach einer Studentenversion von einem Stabwerk nachschauen.
Ich muss die maximale Feldgröße berechnen und die maximale Länge von dem Förderband. Damit man später weiß wie viele Stützen tatsächlich benötigt werden.
Ich hatte auch mal vor kurzem eine Skizze hier reingestellt.
Meinst du man kann das mit einem Stabwerksprogramm rechnen? Das ist ja kein "klassisches" Fachwerk.
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:55 Mo 17.03.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Auch Dein "Rahmenbinder" lässt sich mit jedem Stabwerksprogramm berechnen.
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar. Besten Dank für deine Tipps.
Habe schon mal im Internet nachgeschaut aber nichts in der Richtung gefunden. Außer Ansys, ein FEM Programm.
Kannst du aus der Erfahrung ein Stabwerksprogramm empfehlen was auch noch relativ schnell zu erlernen ist?
Gruß Thomas
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 09:16 Mi 19.03.2008 | | Autor: | Tommy5110 |
Hallo Loddar. Besten Dank für die Tipps.
Ich habe jetzt das Programm von dem zweiten link runtergeladen. Sieht ganz gut aus.
Kennst du das Programm zufällig?
Habe jetzt mal den normalen zweigelenkrahmen eingegeben mit einer horizontalen Einzellast an der oberen linken Ecke.
Jetzt passt mein Biegemomentenverlauf nicht mit dem überein was ich da raus hatte. Ich denke es liegt daran weil ich die ecken nicht "verschweißt habe.
Weißt du vielleicht wie ich die ecken biegesteif verbinden kann?
Gruß Thomas
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 09:20 Mi 19.03.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Ich muss zugeben, ich kenne die beiden Programme nicht weiter ... ich hatte lediglich per Google etwas zum freien Runterladen gesucht (und gefunden).
Was Du im Einzelnen falsch gemacht hast, kann ich so natürlich nicht sagen ohne weitere Infos.
Gruß
Loddar
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Hallo Loddar.
Kann das sein das man mit einem Stabwerksprogramm gar keine Rahmentragwerke rechnen kann?
Weil die Rahmen haben ja das klassische Merkmal das die Ecken biegesteif verbunden sind. Das ist ja beim Stabwerk nicht der Fall, oder?
Gruß Thomas
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:31 Mi 19.03.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Thomas!
Du scheinst das allgemeine Stabwerk mit einem Fachwerk zu verwechseln. Bei einem klassischen Fachwerk existieren nur gelenkige Stäbe, welche ausschließlich Normalkräfte aufnehmen können.
Gruß
Loddar
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Hallo zusammen. Ich habe da noch mal eine Frage zu meinem Rahmen.
Habe das jetzt mal mit meinem Stabprogramm durchgerechnet und da ist mir etwas nicht ganz klar. Vielleicht kann mir jemand helfen.
In dem eingefügten Anhang sind jetzt mal die gleichen Träger abgebildet. Nur ist die Belastung anders. Im ersten Bild ist auf dem Träger eine Einzellast aufgegeben, im zweiten eine Streckenlast.
[Dateianhang nicht öffentlich]
[Dateianhang nicht öffentlich]
Warum ist bei der Streckenlast das größte Biegemoment an den Auflagerstellen und bei der Einzellast in der Mitte?
Die Resultierende der Streckenlast greift ja auch in der Mitte an. Wenn ich das gleiche mit einem Normalen Träger durchrechne kommt das gleiche raus. Nur bei dem Stabwerk nicht.
Woran mag das liegen?
Gruß Thomas
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: PNG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: PNG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:30 Do 17.04.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Tommy!
Hm, das überrascht mioch jetzt auch etwas. Das kann dann m.E. nur daran liegen, dass Du kein klassisches Fachwerk mit ausschließlich gelenkigen Anschlüssen vorliegen hast, sondern ein hochgradig statisch unbestimmtes System, da in Deinem System alle Rahmenecken biegesteif sind.
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 10:14 Do 17.04.2008 | | Autor: | Tommy5110 |
Hallo Loddar. Ich weiß auch noch nicht woran das liegt.
Ich werde dann aber auf jeden Fall mit der Streckenlast weiterrechnen. Aber erschreckend ist das schon das gerade an den Auflagerstellen das größte Biegemoment herrscht.
Gruß Thomas
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