De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Het maken van een sterkteberekeningles 1 2 kN A C E FsFs B DHDH DVDV F s ·cos 71,6° F s ·sin 71,6° 740 400 280 Inleiding Sterkteleer … leuk !

Verwante presentaties


Presentatie over: "Het maken van een sterkteberekeningles 1 2 kN A C E FsFs B DHDH DVDV F s ·cos 71,6° F s ·sin 71,6° 740 400 280 Inleiding Sterkteleer … leuk !"— Transcript van de presentatie:

1 Het maken van een sterkteberekeningles 1 2 kN A C E FsFs B DHDH DVDV F s ·cos 71,6° F s ·sin 71,6° Inleiding Sterkteleer … leuk !

2 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Waarom dit vak? voorkomen van falenvoorbeelden –breukCD-doosje, bureaustoelen –verbuigenslag in je wiel –loslaten verbindingenmeubels “uit de lijm” –“lelijk worden”verkleuren, dof worden, krassen voorkomen van te slappe producten –ergernis, gammelheid, afbreuk gebruiksgemak, imagoschade sterkteleer materiaalkunde, chemie

3 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Succesfactoren bij industriële gebruiksproducten gebruiksgemak vormgeving functionaliteit duurzaamheid prijs/prestatie- verhouding marketing en promotie veiligheid milieu

4 Het maken van een sterkteberekeningles 1 De drie belangrijkste sterkte-eigenschappen Producten (constructies) moeten altijd Sterk genoeg zijn Stijf genoeg zijn Stabiel zijn Sterkte van een constructie De weerstand tegen breuk of blijvende vervorming Stijfheid van een constructie De weerstand tegen elastische vervorming Stabiliteit van een constructie De weerstand tegen knik (wordt later behandeld)

5 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Onthouden! Tijdelijke vervorming Blijvende vervorming = elastische vervorming = plastische vervorming = “doorveren“ = “verbuigen”

6 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Sterkte Sterkte van een constructie De weerstand tegen breuk of blijvende vervorming Voorkomen van breuk: veiligheid

7 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Sterkte Sterkte van een constructie De weerstand tegen breuk of blijvende vervorming Voorkomen van breuk: veiligheid duurzaamheid vermoeiingsbreuk in borstelverstelling van stofzuigermondstuk

8 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Sterkte Sterkte van een constructie De weerstand tegen breuk of blijvende vervorming Onvoldoende duurzaamheid leidt tot: kapitaalverlies ergernis / schade merkimago milieuvervuiling

9 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Stijfheid Te slappe constructies: verminderen het gebruiksgemak doen afbreuk aan kwaliteitsgevoel Stijfheid van een constructie De weerstand tegen elastische vervorming

10 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Stijfheid Te slappe constructies: verminderen het gebruiksgemak doen afbreuk aan kwaliteitsgevoel maken het gebruik vermoeiender Stijfheid van een constructie De weerstand tegen elastische vervorming

11 Het maken van een sterkteberekeningles 1 De prijs die je betaalt Meer materiaal levert meer sterkte meer stijfheid meer stabiliteit … maar kost meer kilo’s! sterkte stijfheid stabiliteit kg’s

12 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Oefening: denken als gewichtseconoom V = L x B x H (m) = 1,2 x 0,3 x 0,04 = 0,0144 m 3 massa ca. 14,4 kg Programma van eisen: benodigde uitsteeklengte 1,20 m er mag niet meer dan 14,4 kg eikenhout in verwerkt zijn Gevraagd: herontwerp de balk zodat hij stijver en sterker wordt maak een nette maatschets op A4 eikenhout

13 Het maken van een sterkteberekeningles 1 FEM-berekening

14 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Ontwerper als gewichtseconoom Gewicht besparen betekent:  verbetering van  gebruiksgemak  prestatie  besparing van  brandstof / energie  materiaal bij (spuit)gietprocessen  verpakking- en transportkosten

15 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Gewichtsbesparing bij spuitgietwerk Dun wandig ontwerpen levert:  materiaalbesparing (prijzen vanaf € 1 / kg granulaat)  cyclus tijdverkorting

16 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Leonardo da Vinci eerste trekproeven

17 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Galileo Galilei eerste proeven met buiging

18 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Kracht Kracht wordt gemeten in Newton (N) Kan bijvoorbeeld met een veerunster 1 Newton is de kracht die een voorwerp met een massa van 1 kg een versnelling geeft van 1 m/s 2. kracht wordt voorgesteld door een vector (pijl)

19 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Krachten Voor te stellen door een vector (=pijl) Een kracht F heeft: een grootte, soms voorgesteld door zijn lengte een richting een aangrijpingspunt a De denkbeeldige, oneindig lange lijn waarop een kracht ligt noem je zijn werklijn. Deze teken je meestal niet. Verplaatsen langs werklijn Een kracht mag je langs zijn werklijn verplaatsen, zonder dat zijn werking daardoor verandert. werklijn van F F aa

20 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Trekstaaf 500 N Stel een staaf met een diameter van 5 mm breekt bij een belasting van 500 N.

21 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Trekstaaf Bij welke belasting (kracht) breken twee parallelle staven? 1000 N

22 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning 32 N

23 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning 32 N

24 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning 32 N 8 N (4x)

25 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning 32 N 2 N (16x)

26 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning 32 N 2 N (16x) Spanning Intensiteit van de inwendige krachten Kracht die op 1 mm 2 van de doorsnede werkt Wanneer de spanning in het materiaal groter wordt dan de bezwijkspanning, zal het breken! Formule formule: heet “sigma” eenheid van spanning: N/mm 2 = MPa

27 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanning hangt af van het vlak van de doorsnede A A A A 100 N B B B B

28 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Spanningen in een prismatische staaf Een staaf die overal de dezelfde dwarsdoorsnede heeft noemen we in de sterkteleer een prismatische staaf. Deze staaf is dus niet-prismatisch.

29 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Begrip treksterkte Een staaf gaat kapot wanneer de spanning een bepaalde waarde overschrijdt. Deze waarde noemen we de treksterkte. Beter zou zijn “breekspanning” engels: “ultimate stress” symbool:

30 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Begrip treksterkte De spanning waarbij een trekstaaf breekt heeft niets met de vorm (lengte, vorm en oppervlakte van de doorsnede) te maken, maar alleen met het materiaal We noemen treksterkte daarom een materiaaleigenschap.

31 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Treksterktes van enkele materialen Material Ultimate strength (MPa) Structural steel ASTM A36 steel400 Steel, API 5L X65 (Fikret Mert Veral)531 Steel, high strength alloy ASTM A Steel (AISI % carbon) Piano wire2400 High density polyethylene (HDPE)37 Polypropylene Stainless steel AISI Cold-rolled860 Cast iron 4.5% C, ASTM A Titanium alloy (6% Al, 4% V)900 Aluminium alloy 2014-T6455 Copper 99.9% Cu220 Glass50 (in compression) S-Glass4710 Marble15 Concrete3 Carbon Fiber5650 Spider silk1200 UHMWPE fibers (Dyneema or Spectra) Pine Wood (parallel to grain)40 Bone (limb)130 Nylon, type 6/675 Rubber15 Carbon nanotube62000 Carbon nanotube composites1200

32 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Berekening breekkracht / max. belasting Hoeveel kan een staaf dragen als het materiaal bekend is? spanning: treksterkte “breekkracht”

33 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Berekening breekkracht / max. belasting Geen breuk wanneer: spanning:

34 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Oefening 1 m=855 kg Kan deze auto opgehangen worden aan een rond kunststof staafje met een diameter van 20 mm? Materiaal: Terblend® N NG-02 | (ABS+PA6)-GF8 Datablad: zie website BASF Campus ®BASF Campus ®

35 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Oefening 2 Een liftkooi van 500 kg hangt aan een massieve staalkabel met een lengte van 80 m en een diameter van 8 mm. de kabel is gemaakt van staal met een treksterkte van 360 MPa Hoeveel mensen van 70 kg kan de liftkooi dragen, wanneer we de spanning in de kabel tot maximaal 180 MPa willen laten oplopen? (dit noemen we de toelaatbare spanning) veiligheidsfactor of kortweg veiligheid veiligheidsmarge

36 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Keuze veiligheidsfactor n De veiligheidsfactor bepaalt de ontwerper. De keuze wordt bepaald door: De onzekerheid in de te verwachten belasting De onzekerheid in de kwaliteit van het materiaal Mogelijkheid tot periodieke controle Wat staat er op het spel? Soms: wettelijke eisen (vliegtuigen, schepen) Wat zou de veiligheidsfactor van een vliegtuig zijn?

37 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Oefening 3 Een bar hangt aan 4 massieve staalkabels aan het plafond. De bar weegt, inclusief alles, 400 kg. De kabels hangen aan stalen haken. Treksterkte staal is 200 MPa Wat voor ophanghaken moet ik gebruiken (welke diameter) wanneer ik een veiligheid van 3 wil aanhouden?

38 Het maken van een sterkteberekeningles 1 Krachten Kracht Oorzaak van het ontstaan of veranderen van een beweging De eerste Wet van Newton: Wanneer op een voorwerp geen kracht wordt uitgeoefend zal: het stil blijven liggen (als het al stil lag) met constante snelheid blijven bewegen (als het al met constante snelheid bewoog) Anders gezegd: wanneer er op een voorwerp geen kracht wordt uitgeoefend zal het volharden in zijn bewegingstoestand.


Download ppt "Het maken van een sterkteberekeningles 1 2 kN A C E FsFs B DHDH DVDV F s ·cos 71,6° F s ·sin 71,6° 740 400 280 Inleiding Sterkteleer … leuk !"

Verwante presentaties


Ads door Google