maximaal toelaatbare buigspanning δb

[Sven Debruyne]

Goejedag allemaal,
 
Ik hoop dat ik geen post start die ergens al eens beantwoord is maar ik vond verder niet echt een antwoord op mijn vraag dus here goes!

Ik wil een balenvork maken voor op een bobcat. balen wegen 400kg en zijn 1m breed.

Nu kan ik best buigmomenten enzo berekenen maar ik vind nergens de toelaatbare buigspanning δ_b (max Delta buig, althans zo wordt die in mijn oude boeken genoemd).
Ik heb ergens gezien dat die voor gewoon staal 14 KN/cm² (of 140MPa) zou zijn (als dit dan S235 of S355 moet voorstellen geen kat die het weet). Met die waarde bekom ik dan dat ik 2 assen van 42mm diameter nodig zou hebben.

Nu vind ik dat een beetje dik en lomp en wilde ik bekijken hoe dat zit met S235 / S355 of eventueel S420 of zoiets alleen vind ik absoluut nergens dus een maximale waarde hiervoor.
Het enige wat ik veel vind zijn de treksterkte en de vloeispanning of rek, waarbij de ene nog boven de vloeispanning ligt en hier dus compleet nutteloos is.

Ik zou dus kunnen de vloeispanning gebruiken neem ik aan en daar een veiligheidsfactor op nemen maar ik vraag mij toch af van waar die 14KN/cm² dan komt. Is dit het resultaat van vloeigrens x "verplichte" veiligheidsmarge of hoe zit dat en waar kan ik die eventueel vinden voor andere staalsoorten?

Ik wil dus kunnen berekenen hoe dik de assen of pinnen moeten gaan worden om onder het maximaal toelaatbare buigmoment (en dus buigspanning) te blijven. Hoeveel de doorbuiging dan juist zal zijn (of ligt die 14KN/cm² zo ver onder de vloeispanning dat er zelfs geen elastische vervorming is?) is niet belangrijk. Moet enkel weten welke max waarde ik moet aanhouden.

Dank bij voorbaat

Sven

[Jeroen de Jong]

Het mooie van S235 is is dat het antwoord in S235 zit.
 
Staalsoort      Vloeigrens in N/mm²               Max. Treksterkte in N/mm²
S235              235 N/mm²                             310 - 510 N/mm²
S275              275 N/mm²                             370 - 530 N/mm²
S355              355 N/mm²                             470 - 630 N/mm²
Als je echt wilt gaan rekenen volgens de regels zal je dit moeten doen volgens een bepaalde norm maar over het algemeen is een veiligheidsfactor van 2 wel voldoende. (dus in jou geval rekenen met een vloeigrens van 235/2 MPa)
 
Tevens vind ik 42mm niet eens zo dik en lomp voor 4000N. Wat is je arm?
 
Aangezien je ook de doorzakking wilt bepalen van deze balenvork, zal je je moeten verdiepen in vergeetmenietjes of ben je hier bekend mee?

[Sven Debruyne]

hehe ja wist dat S235 staat voor de vloeigrens maar wist ook dat je niet tot op die grens mag dimentioneren om de nogal logische reden

Dus die 140N/mm² is waarschijnlijk berekend ten opzichte van de vloeigrens maar met een of andere genormaliseerde veiligheidsfactor dan?

Ik ging aanvankelijk 50mm diameter nemen om zeker onder die 140N/mm² te blijven (gaat dan ongeveer een factor 2 zijn dus) maar nu twijfel ik om evt een 40mm diameter te nemen, dan zou ik nog veiligheidsfactor 1.6 hebben tov de vloeigrens. In dat geval gaat de doorbuiging waarschijnlijk heel wat groter zijn en misschien het geheel wat onstabiel maken dus toch maar 50mm.....

De baal is 1m dik dus ik ging pinnen maken van 80cm lang (om er niet door te prikken en evt iets achterliggends te beschadigen) maar had wel berekend op 1 meter aangezien daar natuurlijk ook een theoretische kracht op komt te rusten en meewerkt met het buigmoment.

De effectieve doorbuiging is me niet zo belangrijk eigenlijk, als het geheel maar houdt!

De formules weet ik niet zo direct meer uit het hoofd maar die staan zeker wel in men oude boeken want herinner me er een examenvraag over

Probleem numero uno was dus gewoon de bovengrens in spanningen die ik mocht toelaten en dat is bij deze opgelost, hartelijk dank daarvoor!

Had zo men vermoedens maar toch liever safe than sorry hehe

In elk geval bedankt Jeroen!
 

 

[Jeroen de Jong]

Ik zou als ik jou was voor de zekerheid even googlen op een norm voor jou toepassing. Miscchien kom je nog wat uitgangspunten tegen.

[In physics I trust]

Misschien kan je een criterium als de Van Mises-spanning of de Tresca-spanning gebruiken?

[Sven Debruyne]

ja das inderdaad ook nog een optie maar die dingen zou ik dan wel eens grondig moeten opfrissen want dat zit ver

Ik vrees ook een beetje dat ik te weinig gegevens zal hebben. meer dan de vertikale belasting weet ik eigenlijk niet. waarschijnlijk gaat het geheel wel schudden en bewegen volgens de andere assen maar zou er echt geen idee van hebben hoe of wat of hoeveel....

ik elk geval ik bekijk het nog eens, kan nooit kwaad om eens opnieuw de materie te bekijken. bedankt!