Langzaam kracht opbouwen vs inpuls

[GuusvDongen]

De volgende situatie zou ik graag theoretisch onderbouwen:
 
ik heb een opstelling waarmee ik de sterkte bereken van een breekpen door middel van het uitsturen van een hydraulische cilinder.
Ik doe hierbij de volgende constateringen:
 
- Wanneer de kracht langzaam wordt opgebouwd tot bijvoorbeeld 20Kn breekt de breekpen niet de druk is hierbij 740 bar.
- Wanneer er een impuls op de leiding wordt gecreëerd waarbij de druk niet hoger wordt dan in het eerst geval, breekt de pen wel. 
 
Het systeem bevat een overdruk ventiel afgesteld op 700bar. Dus ik weet zeker dat de druk niet hoger wordt. Echter zorgt het impuls op de leiding toch voor een grotere energie overbrenging op de breekpen. De cilinders zijn beide exact hetzelfde.
 
Kan iemand mij hiervoor formules geven die deze constatering zouden kunnen onderbouwen. Of heeft iemand ideeën hoe ik deze constateringen beter kan leren begrijpen.
 

Mocht het niet duidelijk zijn hoor ik het graag.
 
Vriendelijke groet,
Guus van Dongen

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

verplaatst naar constructie-en sterkteleer

[boertje125]

formules moet ik je schuldig blijven
maar dat een snelle beweging die abrupt wordt gestopt heeft een hoop kracht tot gevolg.
 
vloeistof geeft een dergelijke klap heel goed door

[Michel Uphoff]

De zuiger van de cilinder heeft massa, en als je door zo'n puls die massa een aanmerkelijke snelheid geeft, dan is er boven de nagenoeg statische druk van de eerste test ook de kinetische energie van de zuiger die zijn duit in het zakje doet.

Die kinetische energie moet ook door de pen worden opgevangen, maar als de remweg kort is kan de kracht op de pen daardoor aanmerkelijk oplopen.

Denk maar aan de volgende analogie:

Met een hamer een spijker in hout drukken wordt meestal erg lastig, maar geef je de hamerkop kinetische energie mee, dan kost het weinig moeite.

In theorie is de extra druk veroorzaakt door deze kinetische energie te berekenen. Je hebt daarvoor de massa van de zuiger nodig (plus evt andere hier aan verbonden onderdelen), de eindsnelheid van de zuiger op het moment dat de pin net wordt geraakt, en -het lastigste deel- de remweg.

Er zijn misschien wel trucjes om achter deze gegevens te komen. Zijn ze alle drie bekend, dan is het berekenen van deze extra druk vrij eenvoudig.

[GuusvDongen]

Beste Michel,
hartelijk dank voor je antwoord. 
Het voorbeeld met de hamer had ik inderdaad ook in gedachten, echter werd me nog niet helemaal duidelijk hoe ik dit kon relateren aan de situatie met vloeistof.
Het zit hem inderdaad in de snelheid van de massa. 
 
Dank voor je snelle antwoord.
 
Groeten

[GuusvDongen]

Goedemorgen,
 
toch is mij iets nog niet helemaal duidelijk.
 
Wat is de theorie achter bijvoorbeeld de volgende situatie:
1. Je test de trekkracht van een touwtje door spontaan een bepaalde kracht op het touwtje te zetten. Constatering het touwtje breekt bij bv. 20kg.
2. Je laat de kracht op het touwtje langzaam oplopen. Constatering: het touwtje breekt pas bij 25kg.
 
Waarom breekt iets sneller als de kracht ineens wordt uitgeoefend op het product t.o.v. langzaam verhogen.
 
Deze situatie doet zich voor in een opstelling. Ik weet wat de constateringen zijn. Echter kan ik niet helemaal duidelijk krijgen waarom dat een product sneller faalt als de kracht ineens wordt uitgeoefend op dit product.
 
Groeten

[boertje125]

e. heeft ook te maken met de traagheid van het materiaal waarop de inslag of de kracht wordt uitgeoefend.
 
een afgeschoten kogel maakt een gat of plaatselijk een diepe deuk in een metalen plaats.
Als je omgerekend de kracht die de kogel uitoefent op het zelfde oppervlak langzaam op de metalen plaat toelaat zal een veel groter stuk van de plaat meedoen en buigen
 
bij een touw krijg je met een ruk een soort zweepslag effect wat bijkomende krachten veroorzaakt.
 
bij testen op bezwijken is er altijd een vaste snelheid waarmee de belasting wordt opgevoerd.
anders kan je de resultaten niet vergelijken