sciencetalk

Goedemiddag,
 
voor een project zijn wij bezig om een kar te laten rijden over een IPE360 profiel. De kar rijdt op de onderflens en de bak zelf hangt onder deze rails. Op een bepaald punt is de overspanning van ophanging tot ophanging 5,5 meter. Wij hebben op dit moment berekend wat de buigspanning is op het moment dat de kar in het midden van de overspannen lengte hangt. Hier komt een buigspanning van 86,12MPa. Naast deze buigspanning is er ook nog een flensbuiging. De kar hangt met wielen op de onderflens wat ook zorgft voor een buigspanning. Berekend is dat deze spanning 114,19MPa is. 
De vraag is nu wat de samengestelde spanning is. In het sterkteleerboek van Russell C. Hibbeler staat wel een hoofdstuk over samengestelde belastingen maar dit zijn allemaal buigspanningen en trek/druk spanningen in dezelfde richting: optelbaar. Is het bij mijn situatie zo dat ik de spanning eenvoudig met Pythagoras kan uitrekenen. Op het moment dat dit eht egval is kunnen wij gebruik maken van S235 staal. Als dit niet het geval is moet er gekozen worden voor het duurdere S355 staal.
 
In de bijlage staat aangegeven in welke richtingen de twee verschillende spanningen werken. 
 
alvast bedankt voor de antwoorden,
Arjen Postma

Spanning te gevolge vh wiel lijkt mij vrij hoog. De standaard manier om dit te berekenen is als een kracht op een plaat met 3 zijden ingeklemd. Afmetingen van die plaat zijn te bekijken geval per geval, maar hier bestaan vuistregels voor afh vd dikte van de flens. Heb je kunnen checken tegen een FEA simulatie?

Hallo King Nero,
 
ook uit de FEM analyse komt een vergelijkbare spanning. Voor het beeld, er hangt een kar aan van 8300kg (81,423N) en wordt verdeeld over 8 wielen. Er wordt dus met een kracht van 10,18kN aan een stukje flens getrokken!!
Er is gerekend dat de spanning wegloopt onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de lijnbelasting van het wiel. Dit zorgt voor een breedte voor het oppervlaktetraagheidsmoment van 126mm met een dikte van de flens van 12,7 mm geeft dit: I=21508,0215mm^4. Interne moment aan de radius van de flens is 386,76Nm (10,18kN met een arm van 0,038m), wat een spanning geeft van 114,186MPa. (sigma=(M*c)/I).
 
In Roloff en Matek is er wel iets te vinden over de von mise spanning. Hierin staan alle spanningen is alle richtingen. Op het moment dat ik voor de spanningen die niet optreden 0 invul komt er simpelweg pythagoras uit met de twee spanningen in mijn situatie. Kan ik dit gewoon zo invullen?

Ja, spanningen zijn net als krachten vectoriëel op te tellen.

Indien je verder nog literatuur hierover wilt raadplegen: in de Eurocodes zijn er 2 delen die over de optredende krachten, en over het ontwerp handelen. Ik heb geen ervaring met rolbruggen e.d. , dus de details kan ik je niet geven, maar de EC's gaan doorgaans vrij in detail in op dergelijke zaken.

Hartelijk dank voor de uitleg. Ik kan weer verder met mijn project