Sterkte van een glazen schroefdraad

[Back2Basics]

Hm.. Stel: je hebt een korte balk in een muur ingeklemd, en ergens op die balk een kracht welke naar beneden drukt. Er treedt ergens afschuiving op. Op welke plaats ga je die afschuiving in rekening brengen?
Wellicht wat verwarrend dat er driekante (driehoekige?) schroefdraad wordt gebruikt.

[Rickz]

Op het uiteinde dan? Ik snap niet heel goed wat je bedoeld

[Michel Uphoff]

Denk eens aan een bout die je hebt 'doorgedraaid', en waarvan zo de schroefdraad is verdwenen.

Wat houd je over; een gladde bout. Waar is het materiaal dan afgeschoven?

Dit gebeurt dan bij verschillende materialen bij het zwakste van de twee. Bij even sterke materialen maakt het eigenlijk niet uit of het materiaal van één deel is afgeschoven of van beide voor bijvoorbeeld de helft. Het afschuifoppervlak is immers hetzelfde, teken maar eens een stukje schroefdraad van een bout en moer die in elkaar grijpen.

[Rickz]

Ah ik hoor weer een beroep op m'n paint kwaliteiten!
 
De afschuiving vindt dus plaats aan de kant van de cilinder? (Zie rode streep)
 
tan(30) = o / a
o = tan(30) * 1
o = 0,577
o * 2 = o_totaal = 1,155.
 
Dit komt dus weer op hetzelfde neer?

[king nero]

dat is inderdaad correct. En afhankelijk van de sterkte van beide onderdelen, ligt die rode streep tegen de cilinder, tegen de moer of ergens in't midden, zoals Michel reeds aangaf.

[Back2Basics]

Wellicht dat de uitkomst hetzelfde is (dezelfde waarde heeft), maar hier gaat het om het principe.
 
Nu nog even bedenken hoe groot het oppervlak -langs de cilinder waarlangs wordt afgeschoven- ongeveer is, en dan nog wat rekenen waardoor je de F kunt bepalen.
Stel dat de grootte in de buurt zit van 15000 [N], wat vind je er dan van om die F op een honderdste nauwkeurig als antwoord te geven?
 
Wanneer je daar allemaal uit bent, is het goed om voor jezelf op te lijsten wat je van deze opgave geleerd hebt.. Mocht je lijst wat beperkt lijken, dan zijn er hier vast wel anderen die je een 'oh ja, dat ook' gevoel kunnen helpen geven.
 
FYI: Met afschuiving in sterkteleer wordt iets anders aangeduid dan het afschuiven langs een hellend vlak. Zoals: bij dat eerste wordt er in het materiaal iets belast, en bij dat tweede iets op het materiaal.
 
Mocht op zeker moment je paint skill te kort schieten, dan kun je altijd een schets maken met potlood, daar een Kodakske van trekken en dat posten. Soms werkt dat sneller.

[king nero]

Wellicht dat de uitkomst hetzelfde is (dezelfde waarde heeft), maar hier gaat het om het principe.

 
Kun je je even verduidelijken?

[Back2Basics]

 
Kun je je even verduidelijken?

Natuurlijk! Ik reageerde op zijn 'Dit komt dus weer op hetzelfde neer' opmerking. Rickz had eerder ook al een uitkomst van 1,115 berekend, en dat was een lengte van iets op een andere plaats dan langs de cilinder.

[king nero]

Ah ok, ik was even niet mee... Bedankt!
 
Die 1,115 is de hoogte vh vlak waarop afschuiving optreedt, nu nog de lengte van dit vlak vinden en je hebt het afschuif-oppervlak.

[Rickz]

De lengte is dan toch 1,5 keer de omtrek? Aangezien het 2 driekwarts draden zijn?

[Back2Basics]

De afschuiving werkt dan twee kanten op: in de bout, en in de moer. Die van de moer even wegdenken, en er een pijl met kracht F voor in de plaats denken. Er wordt een kracht overgebracht. Over welk oppervlak vindt de afschuiving plaats? Waar wordt er niet op de blauwe draad van je openingspost gedrukt?

[Rickz]

Sorry, maar het wordt gewoon verwarrend voor me nu..
 
Je bedoeld dus nu dat het afschuifvlak 1/4 van de omtrek is?

[Back2Basics]

Yep!
De lengte is waar de kracht wordt overgebracht; dat is in jouw beginpost het gedeelte waar de blauwe en de rode schroefdraad elkaar overlappen. De hoogte van dat oppervlak oppervlak had je al uitgerekend.
Met die twee waardes heb je het afschuifoppervlak te pakken. Dan nog de tau in je formule invullen, en voila!
 
Kun je volgen?

[Rickz]

Ik denk dat er ergens iets mis is gegaan.
 
Vandaag ben ik bezig geweest dit model te modelleren in Solidworks om een duidelijker beeld te schetsen (vaarwel paint).
 
Dit is het onderdeel wat ik bedoel.
 
Wat ik wil weten is zeg maar de maximale kracht voordat het afbreekt.

[king nero]

De lengte is waar de kracht wordt overgebracht; dat is in jouw beginpost het gedeelte waar de blauwe en de rode schroefdraad elkaar overlappen. 

 
Daar ben ik niet mee akkoord.
Wat er wel is, is dat dit allemaal een zeer hoog theorie-gehalte heeft wegens het materiaal (dat geen plasticiteit heeft), en in hoge mate afhankelijk van de precisie/geometrie.
 
Maar om te zeggen dat de kracht enkel wordt overgedragen waar beide draadgedeelten elkaar overlappen, is geen correcte veronderstelling.
Een axiale kracht wordt hier, in theorie, gedragen door alle plaatsen waar de vrouwelijke draad contact maakt met de mannelijke. In geval van een continue draad, is dat dan effectief 1.5x de omtrek. Indien dit, zoals bij een pot confituur, slechts drie of vier lipjes zijn, dan wordt dit de lengte van die lipjes.
 
Stel dat je maar 1x een driekwart draad zou hebben, zou die dan de axiale kracht volledig op zich nemen.