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Neil
99.9% harmless nerd
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Beitrag 100328
, Tankberechnung
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 16. Mai 2006 um 16:03]
Hi,
ich mache mir gerade Gedanken über die Berechnung von Drucktanks wie z.B. ein Hybridmotor. Das ganze geht ganz einfach. Man nimmt die Wandstärken (links + rechts) und den Innendurchmesser. Darauß berechnet man das Verhältnis. Wenn jetzt Wandstärke * Zugfestigkeit größer ist als Innendurchmesser * Tankdruck, dann sollte das ganze halten. Es versteht sich, das man da noch die Einheiten gerade ziehen sollte. Ich habe das mal als kleine Exceltabelle hier angehängt. Was mich nun erstaunt, bei einem Tankdruck von 100 bar hat ein Rohr mit 30mm Außendruchmesser und einer Wandstärke von 1mm, immer noch einen Sicherheitsbeiwert von >2. Es könnte also locker den doppelten Druck aushalten. Finde ich für so ein zierliches Rohr schon gewaltig. Ich habe mal ein anderes Beispiel noch genommen. Taucherflaschen haben so um die 200bar und sind auch so ca. 200mm im Durchmesser. Das erfodert dann schon 10mm Wandstärke für einen Bewiert von ca. 1,9. Kann ich also getrost einen Hybriden aus einem 30x1mm Rohr bauen oder muss ich Angst haben das er mir irgendwann platzt? Gruß Neil  Anhang: tankberechnung.zip
Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu. |
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FabianH
Grand Master of Rocketry
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Beitrag 100329
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16. Mai 2006 um 16:13]
Unter welchen Bedingungen? Du hast am Hybriden auchnoch Erwärmung, sowie den Schub, sprich Faktoren die das Rohr nochmal extra beanspruchen.
Mfg fabian |
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Neil
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Beitrag 100330
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16. Mai 2006 um 16:20]
Hi,
die habe ich jetzt vernachlästigt. Temperatur sollte kein Problem darstellen. Aus der Erfahrung her sind die Motoren nach dem abbrand nicht so warm geworden. Also sollte das die Festigkeit nicht weiter beeinflussen. Die Kraft die bei dem Start wirkt, wirkt dem Tankdruck entgegen. Der Druck will den Tank in die Länge drücken, der Startschub aber zusammen schieben. Etwaige Biegekräfte durch die Flossen sollten im Vergleich zu den Kräften durch den Druck sehr klein sein. Ich habe ja auch die schlechtesten Werte für die Zugfestigkeit genommen. Das würde das ganze ja noch verbessern. Einen Sicherheitsbeiwert von >2 bedeutet ja, das alles schon doppelt so groß ist wie es müßte. Gruß Neil Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu. |
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Oliver Arend
Administrator
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Beitrag 100333
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16. Mai 2006 um 17:06]
Ich würde mich nicht so auf die Zugfestigkeit Deines Rohres verlassen. Geh bei Alu mal lieber konservativ von 100 MPa aus, der Motor wird immer noch fliegen.
Oliver |
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Neil
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Beitrag 100335
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16. Mai 2006 um 17:18]
Hi,
100 sind aber schon etwas pesimistisch. Da muss ich ja die Wandstärke glatt verdoppelt damit mir nichts um die Ohren fliegt. Konstruiert ihr auch so die Flugzeuge, dann wundert mich nicht, das der A380 zu schwer sein soll  Gruß Neil Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu. |
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Oliver Arend
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Beitrag 100337
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16. Mai 2006 um 18:38]
Beim A380 wissen wir was wir für Werkstoffe bekommen, ich weiß nicht ob Du dieselbe Sicherheit bei Deinen Alurohren hast.
Oliver |
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Neil
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Beitrag 100347
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16. Mai 2006 um 21:45]
Hi,
das stimmt. Aber für die Legierung ist ja auch ein Bereich angegeben von 340 - 370 N/mm^2. Davon der schlechteste. Sollte das ein ISO 9001 zertifizierter Betrieb sein, kann man sich due Herkunft auch bestätigen lassen. Macht die Sache aber nur teurer. Gruß Neil Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu. |
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Oliver Arend
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Beitrag 100364
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17. Mai 2006 um 00:06]
Wie würdest Du die beiden Enden des Tanks auslegen? Ein unendlich langes Rohr ist einfach ;-) Sind die 340 MPa das R_p_0,2 oder das R_m?
Oliver |
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Neil
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Beitrag 100368
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17. Mai 2006 um 09:08]
Hi,
die Enden machen mir da keine Sorgen. Die Kraft in dieser Richtung ist immer kleiner als die Tangentialkraft im Rohr. Da an den Enden zudem Flansche rein kommen die von der Wandstärke sowieso überdimensioniert sind, weil da sonst kein Gewinde für die Schlauchverschraubung paßt, kein Problem. Das ist eine gute Frage. R_m sollte es nicht sein, weil sich der Motor dann ja schon bleibend verformt hat. Ich werde mal den Lieferant anschreiben, was er damit den meint. Für die Berechnung wäre die maximale Spannung der elastischen verformung angebrachter. Gruß Neil Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu. |
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Oliver Arend
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Beitrag 100377
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17. Mai 2006 um 13:47]
Vielleicht solltest Du das untere Gewinde so auslegen, dass es als erstes versagt, so wie es (angeblich?) bei Aerotech der Fall ist. Dann wiederum dürfte eigentlich gar nichts versagen bei dem Tank, nur wenn irgendwo ein Fehler ist, der ein anderes Bauteil zuerst versagen lässt.
Oliver |
