Verschil tussen elastisch en plastisch weerstandsmoment profiel

[mdevisser]

Goedemiddag dames en heren,
 
Eerst een stukje van mijn achtergrond, MBO werktuigbouwkunde niv. 4 en daarna 5 jaar werkzaam in de scheepsbouw.
Na al heel wat berekeningen te hebben uitgevoerd, ben ik toch opzoek naar het antwoord wat het verschil tussen elastisch en plastisch weerstandsmoment is.
Op de opleiding werd gewoon vermeld je moet het elastisch weerstandsmoment gebruiken. Maar ik zou toch wel eens willen weten wat het precieze verschil is.
 
In eerste instantie dacht ik het is het verschil tussen de vloeigrens en de breekgrens van het materiaal.
Maar dit kan niet waar zijn, omdat het weerstandsmoment een over de vorm van het profiel gaat en niet over het materiaal.
Weerstandsmoment is traagheidsmoment gedeeld door de uiterste vezelafstand. Kortom puur een vormgegeven.
 
Kan iemand mij uit de droom helpen wat dit inhoud.
 
Iedereen alvast veel dank voor de informatie!

[king nero]

Plastisch weerstandsmoment bereik je als alle vezels in de doorsnede de vloeigrens bereikt hebben.
Bij het elastisch weerstandsmoment heeft enkel de verste vezel juist de vloeigrens bereikt.

[boertje125]

Je mag in redelijk wat gevallen met de plastische waarde werken.

 

[king nero]

... als je weet waarmee je bezig bent.

[mdevisser]

Ik begrijp wat jullie bedoelen, maar toch klopt het volgens mij niet.
In het profiel kunnen naar mijn mening nooit alle vezels dezelfde spanning krijgen. Aangezien de spanning naar de normaallijn voor mijn gevoel afbouwt, zou daar bij bijvoorbeeld een I profiel het lijf 0mm moeten worden. Aangezien dit niet het geval is, zullen de vezels daar nooit de vloeigrens benaderen.
In dat geval zou het plastisch weerstandsmoment toch puur een theorie kwestie zijn en in de praktijk nooit haalbaar?
 
Terugkomend op spanningafbouw naar de normaallijn. Een raatligger is hier een duidelijk voorbeeld van, het lijf is geheel open gewerkt, omdat dit enkel dient om de uiterste vezels met elkaar te verbinden.
 
Leuke discussie, ik hoor van jullie!
 
Dank voor de reacties!

[CoenCo]

Dat is correct. Het volplastisch moment is in theorie alleen haalbaar bij zeer(oneindig) grote kromming van de ligger.

Voor sommige berekeningen (bezwijkanalyse) is dat echter geen probleem. Dan wil je alleen weten of iets niet volledig instort, en maakt plastische vervorming/schade niet zoveel uit.

Voor heel veel andere berekeningen wil je juist dat iets heel blijft zonder plastische vervormingen. Dan gebruik je het elastisch weerstansmoment.

[mdevisser]

als ik het goed begrijp, klopt het dus niet wat boertje125 zegt. Als je aan een normale constructie rekent, mag je alleen van het elastische weerstandsmoment uitgaan. 

[king nero]

Wat boertje zegt klopt wel, maar je moet er mijn vervolg wel aandenken...
 

Ik begrijp wat jullie bedoelen, maar toch klopt het volgens mij niet.
In het profiel kunnen naar mijn mening nooit alle vezels dezelfde spanning krijgen.

 
Wat gebeurt er als je op het randje van het elastisch weerstandmoment zit, en de spanning neemt toe?

[boertje125]

Even vooropgesteld dan mijn vakgebied de bouw is.
hoe werkbouwkundige hun controle berekeningen opzetten is mij niet bekend.
 
In de bouw worden de berekeningen ten aanzien van de doorbuiging en de sterkte min of meer los van elkaar uitgevoerd.
Bij de berekeningen op sterkte worden bepaalde veiligheids-factoren gerekend over de belastingen.
De sterkte toets voor de staalconstructie mag je bij normale profielen die in klasse 1 en 2 vallen de toetsing uitvoeren met de plastische waarde.

De toetsing op doorbuiging vind plaats met de optredende belastingen.
 
Beide toetsen zijn noodzakelijk en je houd de maatgevend aan.
het hangt helemaal van de belasting configuratie en de constructie of welke maatgevend is.

het volledig plastische belasten vind dus alleen in theorie plaats maar dat doet er voor de toets niet zo veel toe

[mdevisser]

Wat boertje zegt klopt wel, maar je moet er mijn vervolg wel aandenken...
 
 
Wat gebeurt er als je op het randje van het elastisch weerstandmoment zit, en de spanning neemt toe?

Dan ga je een bepaald gedeelte van het profiel plastisch vervormen, dit zal ongetwijfeld gebeuren in de uiterste vezels. Vervolgens gaan andere vezels ook meer spanning vertonen, zodat dit een evenwicht opzoek, totdat er zoveel kracht op komt dat het gehele profiel bezwijkt
 
Als ik boertje125 goed begrijp wordt er in de bouw vaak met doorbuigingen gerekend. Dit is in de scheepsbouw wat minder gebruikelijk. In eerste instantie rekenen wij vaak uit of er een gezonde spanning optreed in het profiel. Dit door het moment te delen met het weerstandsmoment. 
Daarom vond ik het ook zo bijzonder dat er 2 soorten weerstandsmoment zijn, omdat dit voor mijn gevoel helemaal niet kan. Het is namelijk een eenheid, een milimeter heeft ook geen 2 interpretaties. dus een mm3 ook niet. Maar nu begrijp ik het.
 
Behalve bij dekken van cruise schepen is het bekend dat er naar doorbuiging gekeken word. Omdat het voor het zicht er niet lekker uit ziet dat een dek op een lange lengte gaat doorhangen. Terwijl de spanning nog heel erg OK is. Hier wordt dus met name gekeken naar is de doorbuiging voldoende.
 
Heren dank voor deze open discussie!

[boertje125]

ps vervorming bereken je niet met het weerstandsmoment dat doe je met het traagheidsmoment

[king nero]

Dan ga je een bepaald gedeelte van het profiel plastisch vervormen, dit zal ongetwijfeld gebeuren in de uiterste vezels. Vervolgens gaan andere vezels ook meer spanning vertonen, zodat dit een evenwicht opzoek, totdat er zoveel kracht op komt dat het gehele profiel bezwijkt

 
Gedeeltelijk correct.
De spanningen gaan eerst oplopen tot de vloeigrens wordt bereikt in de volledige doorsnede. Deze situatie is het plastisch weerstandsmoment.
Hier creer je dan een scharnier. Dit staat niet noodzakelijk gelijk aan bezwijken.