Berekening doorbuigsnelheid sandwichpaneel
Geplaatst: vr 31 jul 2009, 01:18
Beste wetenschapsforummers,
Ik ben bezig met het verbouwen van een camper, waar o.a. een zithoek in komt die tijdens het rijden ook gebruikt wordt.
Met behulp van wat topics op dit forum is het me al wel gelukt om de berekeningen voor de gordelbok te maken (waar de rolgordels aan bevestigd moeten worden), maar daar zit volgens mij niet echt het veiligheidsprobleem. De gordels kunnen nl niet voorkomen dat het hoofd op de tafel komt, en niet echt zacht volgens mij.
Ik wil dus een tafel maken die normaal te gebruiken is, maar bij een ongeval buigt en/of breekt voordat er hoofdletsel ontstaat. Ik dacht daarbij aan 2 platen aluminium van 1 mm dik met daartussen 20 of 30 mm isolatieplaat (EPS of XPS). De maat is 100x60 cm en de ondersteuning is tweezijdig.
Ik heb in een onderzoek van valhelmen (F. Roelofs, Homologatieproeven van valhelmen,1995) gevonden dat de maximale g-kracht op het hoofd 150g mag zijn, maar dezelfde bron geeft een ouder onderzoek waaruit ik aflees dat het maximaal 75g mag zijn (WST-curve). Voor de zekerheid zou ik dus willen uitgaan van een tafelblad dat zodanig doorbuigt of breekt dat een versnelling van maximaal 75g ontstaat.
De belasting wil ik berekenen op kinderen, dwz totaal lichaamsgewicht ca 10 kg, waarvan hoofd 14% is: ca 1,5 Kg.
Voor normaal gebruik zou de tafel denk ik maximaal ca 1cm mogen doorbuigen bij een belasting van 40 kg in het midden.
Volgens mij zouden deze gegevens voldoende moeten zijn om de berekening uit te kunnen voeren, maar voor de zekerheid: de standaard-euroncap-botsproef wordt uitgevoerd bij 64km/u tegen een barrier van 54cm (de totale vertragingsafstand wordt daardoor 108cm, wat een vertraging van 146m/s2 oplevert). Afgaande op de botsproeffilmpjes kan er van uitgegaan worden dat het hoofd zo goed als recht van boven op het tafelblad terecht komt. De snelheid van het hoofd is dan al wel een stuk minder: het moment waarop het tafelblad geraakt zou worden ligt aan het einde van de botsingduur, ik schat op 3/4e van de totale duur van ca 12 ms. De snelheid zou dus ongeveer 4 a 5 m/s zijn.
De technische gegevens die ik heb kunnen vinden zijn:
EPS60 (http://www.weston.nl/files/Technische_2 ... _20EPS.pdf)
E-modulus 4000kPa = 4 N/mm2
Treksterkte 200kPa = 0.2 N/mm2
Schuifsterkte 105 kPa = 0.1 N/mm2
Buigsterkte 190 kPa = 0.2 N/mm2
Aluminium
E-modulus 70000 N/mm2
Treksterkte 210 N/mm2
Ik hoop dat iemand hier de berekeningen kan maken/voordoen, want ik heb geen idee hoe ik dit zou moeten berekenen. Voor de duidelijkheid: het gaat om een renovatie van een camper uit 1987 die geen enkele gordelvoorziening achterin heeft / hoeft te hebben. Een geval van alles is beter dan niets dus.
Ik ben bezig met het verbouwen van een camper, waar o.a. een zithoek in komt die tijdens het rijden ook gebruikt wordt.
Met behulp van wat topics op dit forum is het me al wel gelukt om de berekeningen voor de gordelbok te maken (waar de rolgordels aan bevestigd moeten worden), maar daar zit volgens mij niet echt het veiligheidsprobleem. De gordels kunnen nl niet voorkomen dat het hoofd op de tafel komt, en niet echt zacht volgens mij.
Ik wil dus een tafel maken die normaal te gebruiken is, maar bij een ongeval buigt en/of breekt voordat er hoofdletsel ontstaat. Ik dacht daarbij aan 2 platen aluminium van 1 mm dik met daartussen 20 of 30 mm isolatieplaat (EPS of XPS). De maat is 100x60 cm en de ondersteuning is tweezijdig.
Ik heb in een onderzoek van valhelmen (F. Roelofs, Homologatieproeven van valhelmen,1995) gevonden dat de maximale g-kracht op het hoofd 150g mag zijn, maar dezelfde bron geeft een ouder onderzoek waaruit ik aflees dat het maximaal 75g mag zijn (WST-curve). Voor de zekerheid zou ik dus willen uitgaan van een tafelblad dat zodanig doorbuigt of breekt dat een versnelling van maximaal 75g ontstaat.
De belasting wil ik berekenen op kinderen, dwz totaal lichaamsgewicht ca 10 kg, waarvan hoofd 14% is: ca 1,5 Kg.
Voor normaal gebruik zou de tafel denk ik maximaal ca 1cm mogen doorbuigen bij een belasting van 40 kg in het midden.
Volgens mij zouden deze gegevens voldoende moeten zijn om de berekening uit te kunnen voeren, maar voor de zekerheid: de standaard-euroncap-botsproef wordt uitgevoerd bij 64km/u tegen een barrier van 54cm (de totale vertragingsafstand wordt daardoor 108cm, wat een vertraging van 146m/s2 oplevert). Afgaande op de botsproeffilmpjes kan er van uitgegaan worden dat het hoofd zo goed als recht van boven op het tafelblad terecht komt. De snelheid van het hoofd is dan al wel een stuk minder: het moment waarop het tafelblad geraakt zou worden ligt aan het einde van de botsingduur, ik schat op 3/4e van de totale duur van ca 12 ms. De snelheid zou dus ongeveer 4 a 5 m/s zijn.
De technische gegevens die ik heb kunnen vinden zijn:
EPS60 (http://www.weston.nl/files/Technische_2 ... _20EPS.pdf)
E-modulus 4000kPa = 4 N/mm2
Treksterkte 200kPa = 0.2 N/mm2
Schuifsterkte 105 kPa = 0.1 N/mm2
Buigsterkte 190 kPa = 0.2 N/mm2
Aluminium
E-modulus 70000 N/mm2
Treksterkte 210 N/mm2
Ik hoop dat iemand hier de berekeningen kan maken/voordoen, want ik heb geen idee hoe ik dit zou moeten berekenen. Voor de duidelijkheid: het gaat om een renovatie van een camper uit 1987 die geen enkele gordelvoorziening achterin heeft / hoeft te hebben. Een geval van alles is beter dan niets dus.
