sciencetalk

Het volgende probleem kwam uit de praktijk bij mij naar voren en ik weet niet precies hoe ik het aan moet pakken.

Het gaat om een ((nog) niet-bestaand) apparaat om platen te vervormen. Het idee is om een mal op te bouwen uit vele verschillende staafjes van kleine diameter die in de lengte verticaal tegen elkaar aanliggen. Door sommige staafjes omhoog te schuiven en andere naar beneden kun je een glooiend en (min of meer) vloeiend oppervlak maken. Door hier een plaat van vervormbaar materiaal op te duwen krijgt hij deze vorm. Je kan het zien als een mal die voor verschillende vormen gebruikt kan worden.

Tot zover de inleiding, mijn probleem is het volgende: Omdat de staafjes los, maar wel tegen elkaar zitten, blijven de hoger staande staafjes door de wrijvingkracht onderling wel op hun plaats hangen. Maar zodra je van bovenaf gaat duwen op deze staafjes, schuiven de hoogst gelegen makkelijk weer terug naar de laagste stand. Daarom dacht ik eraan de staafjes vanaf de zijkanten in te klemmen met een bepaalde horizontale kracht F_h, zodat de wrijvingskracht tussen de staafjes (F_w) zover verhoogd wordt, dat ze van boven een veel hogere druk P kunnen weerstaan. Zie tekening.

Maar mijn probleem is hoe ik het verband kan bepalen tussen die zijwaartse kracht F_h en de wrijvingskracht F_w.

Kan iemand mij daar een opstapje voor geven als mijn redening klopt in elk geval?

Wrijving

De formule is:

De mu is afhankelijk van welke materialen er tegen elkaar wrijven. F_n is in jouw geval 2*F_h.

Leuk idee trouwens.

317070 schreef:Wrijving

De formule is:

De mu is afhankelijk van welke materialen er tegen elkaar wrijven. F_n is in jouw geval 2*F_h.

Leuk idee trouwens.

De formule was bekend, maar het was me niet duidelijk hoe ik de normaalkracht kon zien. Dit zou dus betekenen dat voor elk staafje dezelfde wrijvingskracht geldt? Ongeacht of het staafje in het midden zit of aan de zijkant?

Voor mijn gevoel zouden de staafjes in het midden makkelijker te verschuiven zijn. En de wrijvingkracht is dus ook niet afhankelijk van de grote of ruwheid van het contactoppervlak tussen twee staafjes? (Ruwheid van het oppervlak zit wellicht verwerkt in de mu?)

Waar natuurlijk het grootste risico zit, lijkt mij, is dat het staafje dat het meest naar boven steekt het eerst last krijgt van de druk. Totdat de plaat gaat vervormen is dat enige staafje die die druk op moet vangen. Is er een materiaaleigenschap (samen met de plaatdikte) die aangeeft vanaf welke druk vervorming optreedt? De kracht die door die druk op het staafje wordt uitgeoefend, moet ten alle tijden kleiner zijn dan de wrijvingskracht die ik door de inklemming "opwek". In dat geval blijven de staafjes op hun plaats, is mijn idee.

Overigens denk ik ook dat het nuttig kan zijn om de ruimte onder de staafjes op te vullen om meer weerstand te krijgen. Maar een vloeistof haalt misschien weinig uit. OK, het is incompressibel, maar als je het hoogste staafje dieper de vloeistof indrukt, gaat een ander net zo makkelijk naar boven toch?

F/a +M/w !

de stapel staafjes krijgt niet alleen een drukkracht maar ook een moment. Deze heeft wel invloed op je wrijwingsdruk dus ook je wrijvingskracht.

even wat vragen.

hoe wordt je profiel ingesteld ?

kan je er daarna van onder in het verlengde van het elk staafje geen bouten in draaien?

heb je ook een bovenprofiel?

plukk

plukk schreef:F/a +M/w !

de stapel staafjes krijgt niet alleen een drukkracht maar ook een moment. Deze heeft wel invloed op je wrijwingsdruk dus ook je wrijvingskracht.

even wat vragen.

hoe wordt je profiel ingesteld ?

Dat is nog punt van discussie. In het ideale geval met enig soort actuators gekoppeld aan een CAD programma. Maar de makkelijkste oplossing lijkt een inverse mal van (goedkoop) tempex te maken, de staafjes te laten drijven op een "waterbed" en dan van boven de tempex mal er op te drukken zo de staafjes op hun plaats komen.

kan je er daarna van onder in het verlengde van het elk staafje geen bouten in draaien?

Dat heb ik ook geopperd, maar collega's denken enerzijds dat schroefdraad niet sterk genoeg is om de druk te weerstaan (inklemming wel???) en anderzijds zou dat te veel tijd kosten omdat het gaat om tienduizenden staafjes.

heb je ook een bovenprofiel?

Als dat voordelen heeft, is dat niet moeilijk te implementeren. Daarvoor kan je een soortgelijke bak staafjes pakken de je versteld met behulp van je onderprofiel.