[mechanica]Zoektocht naar optimale profiel

[smeerkees]

Als student ben ik momenteel bezig met een opdracht voor een zitje. Om een hoop informatie te besparen gaat het om het volgende.

De situatie m.b.t. het krachtenspel is alsvolgt:



De balk die getekend is heeft een nader te bepalen (optimaal) profiel. Om productie technische redenen wordt er gekozen om plaatmateriaal te vormen tot een profiel. Hierbij wordt gedacht aan een plaatdikte van 1 mm.

Een voorbeeld van dit plaatstaal profiel is hieronder te zien:

http://www.xs4all.nl/~deboeren/profiel%20s...0staalplaat.jpg

Gegevens:

Materiaal : staal (plaat materiaal, 1 mm dikte)

Elasticiteitsmodule : 200 GPa

Gewicht profiel : max. 500 gram

Belasting : 400 kg Puntbelasting (midden)

Nu is de noodzaak dat ik er achter kom wat het ideale sterkste profiel is voor de gegeven belasting en wat de doorbuiging is. Nu ben ik al aan de slag geweest met de onderstaande link maar daar kwam ik niet helemaal uit gezien het feit dat ik nog geen vast traagheidsmoment heb en daarnaast de doorbuiging wil berekenen.

http://www.agr.kuleuven.ac.be/vakken/ooi98...et/indexned.htm (handig voor door rekenen van balken)

Heeft iemand een idee hoe ik dit probleem het beste kan aanpakken/oplossen?

Alvast bedankt!

[rodeo.be]

Als student ben ik momenteel bezig met een opdracht voor een zitje. Om een hoop informatie te besparen gaat het om het volgende.

Gegevens:

Materiaal : staal (plaat materiaal, 1 mm dikte)

Elasticiteitsmodule : 200 GPa

Gewicht profiel : max. 500 gram

Belasting : 400 kg Puntbelasting (midden)

Nu is de noodzaak dat ik er achter kom wat het ideale sterkste profiel is voor de gegeven belasting en wat de doorbuiging is. Nu ben ik al aan de slag geweest met de onderstaande link maar daar kwam ik niet helemaal uit gezien het feit dat ik nog geen vast traagheidsmoment heb en daarnaast de doorbuiging wil berekenen.

http://www.agr.kuleuven.ac.be/vakken/ooi98...et/indexned.htm  

even opmerken dat je één vaste kant nodig hebt (een van de twee ondersteuningen moeten vast zijn).

je neemt best een doorsnede met een grote I (daar was je ws zelf ook al achter gekomen); enkel dit kan wezenlijk veranderd worden. voorbeelden zijn dunwandige cilinders, kokers, ...

[Ger]

Ik ben even voor je aan het rekenen gegaan. Zie hieronder:



Het lijkt me slim om niet 1 maar meerdere parallelle profielen te nemen (stabielere constructie). In dat geval kun je de doorbuiging delen door dat aantal.

Dit is slechts een voorbeeld voor een kokerprofiel.

Van deze constructie is de doorsnede van het profiel (5,6 *10^-5 m²) maal de lengte (0,44 m) en dat geheel maal de dichtheid (voor koolstofstaal 7800 kg/m³). In dit geval wordt dat dus 192 gram per profiel.

Wat me echter verbaasd is dat je uitgaat van een puntlast, en niet een gelijkmatig verdeelde last. Het gaat om een zitje van het een of ander, en dan een zitje van 40 cm breed (kinderzitje?). Hoe kan hier dan ook 400 kg op rusten? (Lijkt me een erg zwaar kind).

Wil je voor een ander profiel kiezen, dan zou ik gewoon kijken in het polytechnisch zakboekje, onderwerp tabellen voor staalconstructies. Die heb ik zo even niet bij de hand, maar daar staat van elk gangbaar profiel het axiaal kwadratisch oppervlaktemoment in. Kies daarvan de hoogste met het minste materiaal en kijk welke het best voldoet.

Trouwens is dit antwoord met dank aan Helly1975. Hij heeft mij laatst geholpen met een dergelijk probleem.

PS: Ik zie dat je het hebt over het traagheidsmoment. In mijn berekening heb ik het over het axiaal kwadratisch oppervlaktemoment. Dit komt op hetzelfde neer.