Mam jedno pytanie, nad którym do niedawna trwała długa dyskusja na
pl.rec.rowery,
a że w końcu nie udało się dojść do jednej słusznej odpowiedzi, chciałem
zapytać na grupie,
na którą piszą ludzie, którzy się na tym znają.
Pytanie brzmiało:
Czy rurka może być bardziej odporna na zginanie, niż pręt o tej samej
średnicy,
wykonany z tego samego materiału i dlaczego?
Z góry dziękuję za odpowiedź
Pozdr
Worek
Nie może. A dlaczego, to chyba jasne. Jeszcze kwestia co
rozumiesz przez odporność. Kiedy się złamie, czy to, jak
dużą siłę trzeba przyłożyć, by wygiąć o ten sam odcinek
(kąt czy cokolwiek).
--
Michał Wasiak
Niz pret o tej samej *srednicy* - oczywiscie NIE.
Niz pret o tym samym *przekroju* - zazwyczaj TAK.
Upewnij sie, o czym wlasciwie jest dyskusja. :-)
Maciek
a nie odwrotnie?
> Upewnij sie, o czym wlasciwie jest dyskusja. :-)
założenie jest takie - mamy tylną oś w rowerze - większość ma tą samą
średnicę, długość itp,
ale niektóre są wydrążone w środku, co podobno ma między innymi zwiększyć
wytrymałość.
Chodzi o to, czy oś drążona wytrzyma skok z większej wysokości.
Chodzi mi o to, że w dyskusji nie padł żaden niepodważalny argument, a taki
chciałbym dostać ;-)
Pozdr
Worek
Musisz pogrzebać w książkach z wytrzymałości materiałów. Generalnie, jest
prawdą, że pewne kształty mają większą odporność na zginanie niż inne,
wszystko przez rozkład naprężeń i różne dyslokacje w sieci krystalicznej.
Stąd np. te wszystkie teowniki itp. w elementach konstrukcyjnych w
budownictwie i nie tylko.
Ale ja w tym temacie czytałem tylko jedną książkę i to ze 4 lata temu, poza
tym nie mam jej pod ręką, więc sie lepiej nie wypowiadam więcej:)
Nie odwrotnie.
Ponieważ pytanie było "Czy rurka może być bardziej
odporna na zginanie, niż pręt o tej samej
średnicy, wykonany z tego samego materiału?".
(przekrój := pole powierzchni poprzecznej)
A tak naprawdę zamień "przekój" na "wagę"
i wtedy będzie oczywiste, o co chodzi.
> założenie jest takie - mamy tylną oś w rowerze - większość ma tą samą
> średnicę, długość itp,
> ale niektóre są wydrążone w środku, co podobno ma między innymi zwiększyć
> wytrymałość.
> Chodzi o to, czy oś drążona wytrzyma skok z większej wysokości.
Może się tak stać tylko w jednym przypadku:
różnica ciężaru tej niewydrążonej, jest na tyle większa,
że przy zderzeniu odegra istotną rolę (w przypadku skoków roweru,
raczej nieistotne - ewentualnie istotne, np. ze względu na możliwość
zerwania "spawu", przez cięższą rurkę).
> Chodzi mi o to, że w dyskusji nie padł żaden niepodważalny argument, a taki
> chciałbym dostać ;-)
Czy nie jest dość oczywiste, że jeśli do konstrukcji dołożyć
dodatkowe wzmocnienie, to nie może mieć ona mniejszej
wytrzymałości?
mjk
--
* 22 lipca, Dzien Misia * Nowa Świecka Tradycja *
http://www.dzienmisia.pl/
Dlaczego? Naprezenie podczas zginania koncentruja sie w warstwie
powierzchniowej i jesli nie dochodzi do pekania czy duzego zgiecia, rurka jest
niewiele mniej wytrzymala niz pret o tym samym ksztalcie bo w precie dla
wewnetrznych warstw materialu i tak sily sie rownowaza a neizrownowazone
naprezenia ogniskuja sie na powierzchni. Elementy dla ktorych naprezenia sie
ownowaza biora udzial tylko w "transporcie" naprezen i ich brak w niczym nie
przeszkadza.
Pozdrwiam
K
--
============= P o l N E W S ==============
archiwum i przeszukiwanie newsów
http://www.polnews.pl
> założenie jest takie - mamy tylną oś w rowerze - większość ma tą samą
> średnicę, długość itp,
> ale niektóre są wydrążone w środku, co podobno ma między innymi zwiększyć
> wytrymałość.
Tego sie nie robi w celu zwiekszenia wytrzymalosci (bo niby jakim cudem?),
lecz zmniejszenia masy przy zachowaniu porownywalnej wytrzymalosci.
Pozdrawiam
Piotr Wyderski
> Czy nie jest dość oczywiste, że jeśli do konstrukcji dołożyć
> dodatkowe wzmocnienie, to nie może mieć ona mniejszej
> wytrzymałości?
W sumie tak...
Dzięki, przekonałeś mnie, eot.
Pozdr
Worek
materialu dzialaja wieksze sily a mimo to jest toto bardziej wytrzymale.
Jesli chodzi o rurke o kolowej srednicy: zawsze jest nieco mniej wytrzymala
niz pret o takiej samej srednicy.
Ale uwaga: istnieja ksztaltki ktore moga byc bardziej wytrzymale niz rurka
wzdluz pewnych osi. Np. szesciokatna w przekroju rurka moze byc wzdluz pewnych
osi bardziej wytrzymala niz odpowiednia rurka, stad wynika, ze neiktore
ksztaltki _byc_moze_ moga byc bardziej wytrzymale od preta o przekroju
_kolowym_ .
Natomiast w rowerze chodzi nie tyle o wytrzymalosc co oczywiscie o ciezar:
kiedy pret zamieniasz na rurke spadek wytrzymalosci jest niewielki ( zwlaszcza
ze mozna wziasc rurke o nieco wiekszej srednicy, tak ze wowwczas bedzie
bardziej wytrzymala od preta o nieco mniejszej srednicy) zas spadek ciezaru
jest ogromny.
Masz wzory i policz :)
wskaznik wytrzymalosci na zginanie:
dla preta
Wz=Pi/32* D^3
dla rurki:
Wz=Pi/32* (D^4-d^4)/D
wskaznik wytrzymalosci na skrecanie:
dla preta
Ws=Pi/16*D^3
dla rurki
Ws=Pi/16*(1-(d/D)^4
D- srednica preta lub zewnetrzna srednica rurki
d-wewnetrzna srednica rurki
pozdrawiam JML
Nie - to zmniejsza mase. W stopniu znacznie wiekszym niz spadek
wytrzymalosci. Pozwala ewentualnie zwiekszyc srednice i wytrzymalosc
bez wzrostu ciezaru - albo zastosowac ciezszy, bardziej wytrzymaly
material.
Zas spadek masy .. zmniejsza sily przy upadku. Przy czym akurat w
rowerze nie ma to chyba znaczenia - tzn czy oska bedzie wazyla 100g
czy 75g, to sily sa niemal jednakowe.
Ale juz w przypadku jakiegos wysiegnika - poziomy pret/rurka
zamocowany jednym koncem - gdzie grawitacja ciagnie material
w dol - to okaze sie ze rurka umozliwia wieksza dlugosc
[zanim sie zalamie pod ciezarem wlasnym] albo moze utrzymac wiekszy
ciezar na koncu
Przy czym oska kola w rowerze to jest kiepski przyklad - sily
przenosza lozyska, te sa blisko mocowania osi w ramie - momenty
gnace sa tu male. Predzej sie chyba rama pognie albo sprychy urwa niz
oska pognie. W tym sensie wytrzymalosc podnosi - mniejsza masa, a
wtrzymalosc calej konstrukcji ta sama- bo to nie oska sie urwie :-)
No chyba ze wielotryb mamy szeroki - wtedy momenty rosna.
>Chodzi mi o to, że w dyskusji nie padł żaden niepodważalny argument, a taki
>chciałbym dostać ;-)
Wytrzymalosc preta to wytrzymalosc rurki i rdzenia w srodku, po
usunieciu rdzenia nie wzrosnie :-)
No chyba ze jakies szczegoly konstrukcyjne - np umozliwia obrobke
cieplna na wieksza glebokosc, bo z dwoch stron.
J.
No wlasnie, kolacze mi sie po glowie, ze jednak to nie jest tak po prostu
to samo.
Jednak w rurce z rdzeniem wystepuja dodatkowe POWIERZCHNIE (onie nie
stapiaja sie ze soba po wlozeniu jedno w drugie).
Kolega JML podal wzory. Zrobilem przyklad obliczen,
octave:1> d=9
d = 9
octave:2> D=10
D = 10
octave:3> D^3
ans = 1000
octave:4> (D^4-d^4)/D+d^3
ans = 1072.9
octave:5>
(1000 to wytrzymalosc na zginanie preta o D=10, 1072.9 to rurki o D=10,
d=9, polaczonej z pretem d=9.
Natomiast w przypadku oski rowerowej dziurka jest zwykle pod ten patent do
zapinania kol bez klucza na uchwyt:)
Owszem, ale to raczej dziala w druga strone - cos typu resor, czyli
zestaw plaskownikow jest slabszy niz jednolita belka.
A w przypadku rurki i preta teoretycznie nie ma to znaczenia -
naprezenia w warstwach powierzchniowych sa takie same, wiec czy sa
polaczone czy nie to bez znaczenia. W praktyce tez jest raczej
slabsza.
>Kolega JML podal wzory. Zrobilem przyklad obliczen,
>octave:1> d=9
>octave:2> D=10
>octave:3> D^3
>ans = 1000
>octave:4> (D^4-d^4)/D+d^3
>ans = 1072.9
Cos mi ten wynik smierdzi.
O ile pamietam model naprezen .. to nie ma prawa tak wyjsc.
Stawiam ze ten wzorek jest ciut uproszczony ... aaa,
wychodzi wiecej !
Niuans w tym ze maksymalnie obciazony pret d ugnie sie wiecej niz
rurka D/d. Czyli jak beda obok siebie to mozna wiekszy ciezar
podzielic i oba elementy obciazyc.
Jesli natomiast zalozymy te same ugiecia - tzn ze pret d nie jest
obciazony na maksa. A jesli dolozymy i rurce i pretowi jeszcze troche
- to rurka peknie - i tak samo peklby pelny pret D na zewnetrznej
warstwie [a zaraz potem oczywiscie i w bardziej wewnetrznej].
No, ciekawe spostrzezenie.
J.
P.S. Hm, teraz juz tego resora nie jestem taki pewny :-)
kakaz napisał:
>
>Dlaczego? Naprezenie podczas zginania koncentruja sie w warstwie
>powierzchniowej i jesli nie dochodzi do pekania czy duzego zgiecia, rurka jest
>niewiele mniej wytrzymala niz pret o tym samym ksztalcie bo w precie dla
>wewnetrznych warstw materialu i tak sily sie rownowaza a neizrownowazone
>naprezenia ogniskuja sie na powierzchni. Elementy dla ktorych naprezenia sie
>
>ownowaza biora udzial tylko w "transporcie" naprezen i ich brak w niczym nie
>
>
>
W tych wszystkich rozważaniach trzeba by jeszcze wziąć pod uwagę kwestię
obróbki cieplnej i mechanicznej materiału. Rurka może być z tego powodu
znacząco inaczej obrabiana, a to znacząco zmienia sytuację, jeśli chodzi
o jej wytrzymałość w porównaniu z litym materiałem. Nie wiem, czy
spowoduje to, że rurka będzie bardziej wytrzymała niż lity pręt, ale nie
zdziwiłbym się.
Tu trzeba by się skierować do fachowców od obróbki.
--
Wieslaw Bicz
---------------========== OPTEL sp. z o.o. ===========---------------
------===== R&D: Ultrasonic Technology/Fingerprint Recognition ====------
ul. Otwarta 10a PL 50-212 Wroclaw Tel.:+48 71 3296854 Fax.:+48 71 3296852
--------==== mailto:W.B...@optel.pl -=- http://www.optel.pl ====-------
jednak dla Ośki rowerowej:
Os zwykła ( pret) jest mniej odporna na zginanie niż oś drążona ( rurka)
dlaczego?
1. przedewszystkim są wykonane z 2 różnych materiałów. osie drążone są z
bardziej wytrzymałej stali.
2. obróbka cieplna. osie drążone są tak obrabiane cieplnie zeby sie nie
wyginały. osie zwykłe, szczególnie w tanich rowerach nie mają żadnej obróbki
cieplnej mającej znaczący wpływ na wytrzymałość. ( są srebrne lub złote)
3. osie drażone są krótsze!
4. osie drążone maja inne łożyska, wiec mozliwe ze inacej przejmują
obciążenie.
ToMAsz
> > Pytanie brzmiało:
> Czy rurka może być bardziej odporna na zginanie, niż pręt o tej samej
> średnicy,
> wykonany z tego samego materiału i dlaczego?
>
Witam !!
Szanowni Przedpiścy !
Pytanie postawione w pierwszym poście na ten temat brzmiało:
''Czy rurka i pręt o takich_ samych średnicach zewnętrznych_ i wykonane z
takiego samego materiału są jednakowo wytrzymałe na zginanie ? ''
Odpowiedź na to pytanie jest następująca : NIE.
Uzasadnienie :
Moment bezwładności i wskaźnik wytrzymałości belki o przekroju rurowym o_
takiej_ samej_ _ _średnicy zewnętrznej jaką ma belka o przekroju koła,
są mniejsze niż dla belki o przekroju kołowym ( pręt pełny).
Zatem zarówno strzałka ugięcia w dowolnym przekroju belki '' rurowej'' jak i
kąty ugięcia na podporach czy kąty skręcenia dla obciążonej momentem
skręcającym, są większe niż dla belki '' z pełnego'' pręta. Zatem sztywność
belki rurowej jest o _ takiej samej_ średnicy zewnętrznej_ jak belka '' z
pełnego pręta'' jest mniejsza niż tej z pręta.
Wytrzymałość, którą określają wartości naprężeń maksymalnych wyznacza się ze
stosunku:
( Mg : Wx ) , a W to wskaźnik wytrzymałości przekroju (tu względem osi
X, akurat głównej centralnej osi bezwładności). Dla przekroju rurowego jest on
mniejszy niż dla kołowego.
Zatem naprężenia normalne maksymalne występujące w najdalej położonych
punktach przekroju poprzecznego belki, są większe dla belki ''rurowej'' o tej
samej średnicy zewnętrznej co belka o przekroju kołowym.
Naprężenia maksymalne, styczne ( tau) występujące tu akurat
w ''najszerszych'' miejscach przekroju, na średnicy prostopadłej do
płaszczyzny zginania, przy zginaniu siłą poprzeczną, są większe w belce o
przekroju kołowym niż 'w belce ''rurowej'' i znów przy warunku postawionym w
pierwszym poście : takich samych średnicach zewnętrznych obu belek i
jednakowych materiałach. W ''rurowej'' belce, po prostu jest mniej
materiału w tym przekroju niż w belce o przekroju kołowym. Jeżeli belki są
obciążone w taki sam sposób siłą zginającą , poprzeczną,
to naprężenie zredukowane, sprowadzone, równe jest pierwiastkowi kwadratowemu
z sumy: kwadratu naprężenia normalnego, od samego zginania i (plus)
potrojonego kwadratu naprężenia stycznego, wywołanego siłą poprzeczną, ( wg
hipotezy Hubera ).
Tu odpowiedź można znaleźć po rozpatrzeniu konkretnych przekrojów ( stosunku
średnic D:d )
Zatem poprawna odpowiedź na pytanie postawione w pierwszym liście ( z
warunkami :
D rury = D pręta, E rury= E pręta, odpowiedź musi być taka jak wyżej.
Bardziej zaawansowanym pytaniem jest pytanie o lokalną i globalną stateczność
ścianki rury.
I jeszcze jedna uwaga. Jeżeli mówimy o takich samych materiałach, to mówimy,
że są one identyczne , mają takie same moduły sprężystości E i G , takie
same granice proporcjonalności, sprężystości i wszystkie konsekwencje z tego
wynikające.
Ceny, i tp nie fizyczne ''parametry'' nie mogą tu być rozpatrywane. Cena nie
wpływa na moduł Yunga !!
Podobnie sposób podparcia, rozstaw podpór, sposób wprowadzenia obciążenia i
jego wartość, muszą być w obu porównywanych belkach takie same. Wtedy można
mówić o porównaniu.
I moje przewrotne pytanie:
jeżeli rurka o tej samej średnicy i wykonana z takiego samego materiału jak
pręt '' jest bardziej wytrzymała na zginanie'', to jaka może być
najmniejsze grubość ścianki tej rurki ??
Pozdr. W.
PS. Myślę, że już nie warto ciągnąć tego wątku.
Wyjaśnienie można znaleźć w każdym podręczniku do nauki o wytrzymałości
materiałów.
Watki poboczne o ramach rowerowych są ciekawe, ale nie dają odpowiedzi na
postawione w pierwszym liście pytanie.
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
> W tych wszystkich rozważaniach trzeba by jeszcze wziąć pod uwagę kwestię
> obróbki cieplnej i mechanicznej materiału. Rurka może być z tego powodu
> znacząco inaczej obrabiana, a to znacząco zmienia sytuację, jeśli chodzi
> o jej wytrzymałość w porównaniu z litym materiałem. Nie wiem, czy
> spowoduje to, że rurka będzie bardziej wytrzymała niż lity pręt, ale nie
> zdziwiłbym się.
Nawet jeśli tak można, to można zrobić najpierw taką "wytrzymalszą"
rurkę, a potem ją wypełnić. Rezultat na pewno nie może
być mniej wytrzymały niż rurka.
>
> Nawet jeśli tak można, to można zrobić najpierw taką "wytrzymalszą"
> rurkę, a potem ją wypełnić. Rezultat na pewno nie może
> być mniej wytrzymały niż rurka.
>
--
Pozdrawiam
Marcin Starzykowski
_____________________________________________
www.vrml.enter.net.pl - inny wymiar internetu
Ostatnia aktualizacja 31.07.2004
_____________________________________________
........... ciach ...........
>
> >
> > Nawet jeśli tak można, to można zrobić najpierw taką
> > "wytrzymalszą" rurkę, a potem ją wypełnić. Rezultat
> > na pewno nie może być mniej wytrzymały niż rurka.
> >
>
Po pierwsze, Twoja odpowiedz powinna znalezc sie TUTAJ:
> Ale będzie cięższy :-). Można zdobić długą rurę
> i długi pręt tej samej *masie* . Przymocować
> z jednego końca i umieścić poziomo.
> Pręt jako cięższy (....)
Po drugie, powinienes byl wyciac sygnaturke przedpiscy.
A po trzecie, w jaki sposob pret ma byc CIEZSZY od rurki,
skoro kazales zrobic rure i pret o TEJ SAMEJ MASIE...???
Maciek
Dobra mój błąd z tym cięzarem . Spróbuję to opisać
bardziej prawdziwie.
Wykonujemy oba elementy o tym samym ciężarze , jeden
jako pręt , drugi jako rurkę. Ponieważ rura jest mniej
podatna na zginanie /przy tym samym przekroju materiału/
ugnie się mniej.
Z tego samego powodu taka rurka może więcej udźwignąć.
A co do cytowania nad/pod postem to chyba zależy jak się
utarło na danej grupie.
Co do sygnaturek niestety muszę się zgodzię - mój błąd.
Witam!
Osobiści na materiałoznawstwie nie bardzo się znam. Jednak mój ojciec ma
pod tym względem spore doświadczenie i podpowiada mi, że i owszem jest to
możliwe (muszę przyznać z przykrością że nie potrafi tego faktu wytłumaczyć
fizycznie). Jest to ponoć związane z faktem, iż technologia produkcji rur i
prętów jest zupełnie inna. Pręt jest monolitem natomiast rur się najpierw
walcuje i takietam inne w skutek czego powstają włukna. Ich rozkład też ma
wpływ na wytrzymałość.
--
Wysłano z serwisu Usenet w portalu Gazeta.pl -> http://www.gazeta.pl/usenet/
Tak apropos .. o tych wloknach to sie slyszy, i ponoc mierzalne efekty
to daje ... ale jakie wlokna ? Metale wzglednie czyste raczej nie maja
wloknistej struktury, stal .. rozne ma, ale takiej sobie nie
przypominam.
J.
> Tak apropos .. o tych wloknach to sie slyszy, i ponoc mierzalne efekty
> to daje ... ale jakie wlokna ? Metale wzglednie czyste raczej nie maja
> wloknistej struktury, stal .. rozne ma, ale takiej sobie nie
> przypominam.
Po odlewaniu materiał ma strukturę ziarnistą.
Wymiary ziaren są jednakowe we wszystkich kierunkach.
Obróbka plastyczna powoduje wydłużanie jednego wymiaru,
kosztem zmniejszania drugiego (walcowanie,przeciąganie itp).
Ziarna przyjmują kształt wydłuzony (w skrajnym przypadku włóknisty).
Przy okazji po walcowaniu następuje umocnienie materiału.
Pozdrawiam WM