Vloeigrens gebruiken?

[phenomen]

Hallo,

Ik heb een belasting (een wiel) op een vlak oppervlak. (kracht in Newton). Ik weet op welk oppervlak (in vierkante meter) deze belasting aangrijpt. Ik kan dus een spanning berekenen als Kracht/Oppervlak die inwerkt op dit materiaal.

Kan ik dan stellen dat deze spanning kleiner moet blijven als de vloeigrens (yield strength) als ik niet wil dat het materiaal plastisch zal vervormen ? Deze vloeigrens werd toch bepaald in een rekproef, is dit wel representatief voor dergelijke belasting?

Mvg

[Kravitz]

Verplaatst naar het vakforum voor mechanica.

[E.Desart]

Jij mag toch bij geen enkele constructie ontwerpen tot tegen de vloeigrens?

Voor gewoon constructiestaal gebruikt men afhankelijk van de toepassing van 12000 N/cm² tot 14000 N/cm² wat dus BEDUIDEND lager blijft dan de vloeigrens.

[E.Desart]

Hier een nuttige link van TUDelft: http://mech025.citg.tudelft.nl/TUD_CT/CT31...iles/les1-2.pdf

En een overzicht van dat cursusmateriaal:

http://mech025.citg.tudelft.nl/TUD_CT/CT31...eitsleer/files/

http://mech025.citg.tudelft.nl/TUD_CT/CT31...sticiteitsleer/

[Vwo5Stn]

in theorie zou je de vloeigrens kunnen nemen, dit wordt echter in de praktijk om goede redenen niet gedaan

er wordt meestal een veiligheidsfactorgebruikt, deze ligt natuurlijk gedeelte aan de toepassing.

Redenen waarom dit wordt gedaan zijn onder andere, dat een voorwerp nooit de exacte vorm heft zoals je die graag wilt, zo'n wiel kan onmogelijk perfect rond zijn, en het contact oppervlak zal ook nooit perfect recht zijn en daarnaast zullen er oneffenheden in het oppervlak zijn.Verder is niet elk stukje staal is precies even sterk, wel ongeveer, maar de structuur zal toch altijd wat verschillen.

Ook kun je je wel voorstellen, dat als je heel dicht bij de vloeigrens gaat zitten dat het voorwerp erg snel zou slijten.

zeker als je kijkt naar jou situatie, afhankelijk het aantal herhalingen van de rekproef is het waarschijnlijker dat je dicht bij de juiste waarde zit. Ook denk eraan die kracht waar jij mee rekent kan soms best een keer naar boven uitschieten, ik weet niet precies de situatie, maar stel er kan zand op de baan komen, dan kan er op dat punt waar 1 korreltje zand ligt heel veel druk op het wiel en de baan komen te staan waardoor ze misschien beschadigen en daarna de druk permanent hoger is vanwege het kleine draagoppervlak.

[phenomen]

Bedankt voor jullie antwoorden,

Het betreft een treinrail waarover een trein rijdt. Ik probeer er achter te komen wat zoal de mechanismen zijn waarop dit materiaal zou falen. Tussen de dwarsbalken in wordt dit belast op buiging. Dan bereken ik het maximale moment en hiermee de maximale schuifspanning. Deze zou ik dan lager houden als de vloeigrens (met een veiligheidsfactor)

Dan wordt de rail ook belast in compressie op de bevestigingspunten, hier zou ik dan rekening houden met de compressiesterkte. Stel dat voor 1 wiel 100kN op 1cm^2 rail dan heb ik hier spanningen van 1GPa in compressie. Waarom zou ik hier rekening houden met de vloeigrens? Ik vind een eigenschap als "compressive strength" of compressie sterkte, misschien past deze beter?

Mijn vraag dus nu: Moet ik in een duidelijk geval van compressie nog steeds wegblijven van de vloeigrens?

[E.Desart]

Mijn vraag dus nu: Moet ik in een duidelijk geval van compressie nog steeds wegblijven van de vloeigrens?

Die compressie is toch in hoofdzaak vervorming? afschuifkrachten?

Ik vergelijk dit even met een rubberen trildemper. Bovenop komt een axiale belasting. Dat ding wordt dunner, maar dat materiaal is amper verkleint in volume, maar is gewoon vervormd (bulgt uit naar de buitenkant). Dat volume blijft haast constant maar wijkt uit.

Ik weet niet waar jij dit voor nodig hebt maar ken jij betrokken normen voor dergelijke dingen?

Met de natte vinger: ik denk dat dergelijke dingen van A tot Z vastliggen, inclusief de exacte types van staalprofielvorm, samenstelling enz.

http://www.oberbauhandbuch.de/en/oberbauha...e/schienen.html

http://nl.wikipedia.org/wiki/Railprofiel

http://nl.wikipedia.org/wiki/Spoorstaaf

[king nero]

Dit (wiel-rail contact) is een klassiek Hertziaans contactdruk probleem (google naar Hertz/Hertzian contact stress).

Er bestaan diverse online calculators om dit te berekenen. Ook de formules zelf zijn gemakkelijk terug te vinden.

Je hebt wel enkele gegevens nodig, zoals de stralen van de contactsferen.

Hoe weet jij eigenlijk het contactoppervlak wiel - vlakke plaat?

Dit ellips-vormig oppervlak wordt bepaald door de kleine en grote as, dewelke in dezelfde reeks van berekeningen bepaald worden.

[phenomen]

@Desart: bedankt voor de links!

@king nero: ik had deze contact area berekend met behulp van vergelijkingen om contact stresses en elastic contact area te bepalen, uit mijn boek. Deze formules gingen echter uit van een "oneindig" rigide vlak oppervlak zag ik later en dus niet voor stalen wielen op stalen rails. (eerder bruikbaar voor elastomeren op harde oppervlakken)

Bedankt voor de aanwijzing, het ziet er naar uit dat deze Hertzian stress zeer nuttig kan zijn!

groeten