Krachtenberekening deur scharnier

[stijnkomijn]

Hallo volk,
 
momenteel zit ik met een dilemma, het zit namelijk zo: 
 
Er moet berekend worden hoeveel (reactie)kracht er op de scharnieren (in het rood) staat, als reactie op de kracht F aan het uiteinde. Aan de hand hiervan moet vervolgens een materiaalkeuze gemaakt worden (eentje die de stressconcentration rondom het gat aankan). Het probleem zit hem echter in het bepalen van de reactie krachten in de scharnieren (vooral die bovenste en de onderste). Met een statica sommetje zou die normaal gesproken zo opgelost zijn, maar het systeem is nu hevig onderbepaald. 
 
Heeft er iemand een idee hoe je dit systeem verantwoord kunt reduceren tot een systeem dat wel bepaald is? In de bijlage heb ik een afbeelding van het systeem meegestuurd.
 
Bij voorbaat dank,
 
Stijn

[Back2Basics]

Het lijkt mij dat de rode onderdelen welke in de figuur verder naar rechts staan, zwaarder belast worden, vanwege de grotere afstand. Dan kun je al beginnen met het overslaan van al de rode onderdelen die niet uiterst rechts staan.
Wat kun je dan over de vier overgebleven rode onderdelen zeggen of aannemen?

[stijnkomijn]

Het lijkt mij dat de rode onderdelen welke in de figuur verder naar rechts staan, zwaarder belast worden, vanwege de grotere afstand. Dan kun je al beginnen met het overslaan van al de rode onderdelen die niet uiterst rechts staan.
Wat kun je dan over de vier overgebleven rode onderdelen zeggen of aannemen?

Hallo Back2Basics,
 
Het klopt inderdaad dat de uiterst rechtse scharnieren het zwaarst belast worden, als ik dan de evenwichtsvergelijkingen opstel, zit ik nog steeds met te veel onbekenden.Ik kan geen relatie leggen tussen de reactiekrachten onderling, doelde je daar wel op?

[Back2Basics]

...Het klopt inderdaad dat de uiterst rechtse scharnieren het zwaarst belast worden...

 
Heb je dat berekend, of zegt je gevoel dat?
Ik gok op het laatste.
 
Omdat het -ook in mijn ogen- een redelijke aanname is, kunnen we er toch mee rekenen.
Daarom 'mogen' we ook de middelste twee rode onderdelen aan de rechterkant weglaten. Zo houd je twee scharnieren over aan de uiteinden. De ene krijgt een maximum aan trek te verwerken, de ander een maximum aan druk. Dat kun je mooi uitrekenen.
Vervolgens kun je beredeneren dat de twee scharnieren welke je het laatst weg liet, een belasting te verduren kregen/krijgen welke ergens tussen de uiterste waarden in zit. Als je nu maar de twee extra scharnieren hetzelfde uitvoert als de twee uiterste scharnieren, zit dat wel goed.
Tenslotte kun je de andere scharnieren die je al eerder weg liet, ook uitvoeren met precies dezelfde specificaties.
Het geheel zal wel overgedimensionneerd zijn, maar de Inkoop Afdeling zal blij zijn met het geringe aantal verschillende uitvoeringen van de scharnieren.
 
Lijkt dit een geschikte strategie? Of kan het anders?

[stijnkomijn]

 
Heb je dat berekend, of zegt je gevoel dat?
Ik gok op het laatste.
 
Omdat het -ook in mijn ogen- een redelijke aanname is, kunnen we er toch mee rekenen.
Daarom 'mogen' we ook de middelste twee rode onderdelen aan de rechterkant weglaten. Zo houd je twee scharnieren over aan de uiteinden. De ene krijgt een maximum aan trek te verwerken, de ander een maximum aan druk. Dat kun je mooi uitrekenen.
Vervolgens kun je beredeneren dat de twee scharnieren welke je het laatst weg liet, een belasting te verduren kregen/krijgen welke ergens tussen de uiterste waarden in zit. Als je nu maar de twee extra scharnieren hetzelfde uitvoert als de twee uiterste scharnieren, zit dat wel goed.
Tenslotte kun je de andere scharnieren die je al eerder weg liet, ook uitvoeren met precies dezelfde specificaties.
Het geheel zal wel overgedimensionneerd zijn, maar de Inkoop Afdeling zal blij zijn met het geringe aantal verschillende uitvoeringen van de scharnieren.
 
Lijkt dit een geschikte strategie? Of kan het anders?

 
Naar mijn weten is het niet juist of de reactiekrachten 'los' van elkaar te berekenen. Wanneer je de binnenste 2 scharnieren weglaat en de krachten berekent en dat vervolgens ook vice versa doet, klopt je berekening niet. Je bekijkt dan 2 situaties en telt die vervolgens bij elkaar op, terwijl ze in de oorspronkelijke situatie elkaar juist meehelpen. Daarnaast is de kracht op de middelste scharnieren groter wanneer je de buitenste weglaat dan andersom. Als ik het verkeerd begrijp hoor ik het graag!

[boertje125]

voor een dergelijk berekening moet je een rotatiepunt aannemen.
Hiermee kan je een relatie leggen tussen de krachten onderling aan de hand van de afstand tot dit centrum.
net als bij een boutberekening.

[stijnkomijn]

voor een dergelijk berekening moet je een rotatiepunt aannemen.
Hiermee kan je een relatie leggen tussen de krachten onderling aan de hand van de afstand tot dit centrum.
net als bij een boutberekening.

Met een rotatiepunt aannemen, bedoel je dan het punt wat je kiest waar het moment omheen staat? In dat geval zit je nog steeds met het probleem dat je te veel onbekenden hebt... Als je uitgaat van een reactiekracht in elk  van de scharnieren (enkel de rechtste).

[Back2Basics]

Mijn idee was om gewoon de uiterste twee scharnieren (rechts boven en rechtsonder) te berekenen, indien daar alle krachten op zouden werken. Dan kies je bij de leverancier een bepaald scharnier dat deze krachten kan opnemen.
Vervolgens voor alle andere scharnieren dezelfde uitvoering nemen; daar wordt dus niet meer aan gerekend.

[boertje125]

Als je een rotatie punt aanneemt
kan je de reactiekracht per scharnier gelijkstellen aan P*de arm tot het rotatiepunt
daarmee kan je een vergelijking maken met 1 onbekende.
 
bij het rotatie punt in het midden rechts is bij een kracht F van 10 kN
 
P*0,6+P*1,8=10*1,2
hieruit kan je p oplossen en per scharnier de kracht bepalen
Waarbij boven trek staat en onder druk
Uiteraard moet je ook nog 1/4*10KN  afschuiving per scharnier er bij tellen.