sciencetalk

Ik ben bezig om een frame te bouwen waar een balkvormig apparaat (brandstofstack) van 60 kg op moet worden geplaatst.

Het apparaat heeft een afmeting van 70 X 30 x 30 cm en moet verticaal geplaatst worden. Het zal makkelijk willen omvallen en daarvoor moeten de poten van het frame dus wat breder worden dan het apparaat. Maar hoe bereken ik dat.

Het frame moet ongeveer 30 cm hoog worden aangezien er aan de onderkant aansluitingen moeten worden gemaakt.

frame vastbouten aan de grond?

anders bepaal je de verhouding moment tgv. uitwendige belasting / moment tgv. eigengewicht, en leg je de afmetingen vast op 2:1 of 3:1 (afhankelijk van hoe erg het is als het spul omvalt).

Neem h de hoogte van de constructie incl. blok en b de breedte van de poten aan de grond van een symmetrisch frame.

F_z is de zwaartekracht op het geheel (in jouw geval 60 g N + de zwaartekracht op het frame) en F_hor is de maximale horizontale kracht die op de bovenkant van het blok werkt (ongunstigste aangrijpingspunt en richting).

Het geheel kantelt niet zolang F_horh < 1/2 F_z b.

Als je het wilt verifiëren: gebruik de momentenwet:

- het kantelpunt is de onderkant van de poot waar de boel om kantelt

- het moment v/e kracht is de grootte van de kracht maal de afstand van het kantelpunt tot de werklijn van de kracht

- het kantelt als het moment van F_hor groter is dan het moment van F_z

- de arm van F_z is 1/2b en de arm van F_hor=h.

De voorwaarde voor niet kantelen is dus: b/h > 2F_hor/F_z

h is de hoogte van het frame + 30 cm.

Dus voor het frame: b/(h_frame+0,30 m) > 2F_hor/F_z

Dit geldt zolang het frame niet schuift en zolang het frame stevig genoeg is.

F_hor is de belasting die je maximaal verwacht + de veiligheidsmarge die je wilt hanteren.

ah juist, hartelijk dank.

Vergeten: je moet ook nog wel even verifiëren dat kantelen in de lengterichting niet mogelijk is en als de massaverdeling van het blok asymmetrisch is, moet je daar rekening mee houden (aangrijpingspunt zwaartekracht in zwaartepunt)