Hallo,

ein Professor der hiesigen Fachhochschule hat mir netterweise die Gelegenheit gegeben, einige statische Druckversuche an einem 30 kN-Prüfstand zu machen. Die Resultate finde ich hochinteressant. Insgesamt wurden sieben Rohre getestet, drei davon Eigenbau. Die Ergebnisse der vier kaufbaren Rohre sind hier:

Material: Pappe
Außen-D. / mm: 41,5
Wandstärke / mm: 0,8
Höhe / mm: 400
Maximale Last / N: 880
Masse / g: 24

Material: Pappe
Außen-D. / mm: 41
Wandstärke / mm: 1,5
Höhe / mm: 400
Maximale Last / N: 1900
Masse / g: 55

Material: "Kraft Phenolic Airframe"
Außen-D. / mm: 42
Wandstärke / mm: 1,8
Höhe / mm: 400
Maximale Last / N: 7500
Masse / g: 72

Material: "Blue Tube"
Außen-D. / mm: 42
Wandstärke / mm: 1,9
Höhe / mm: 400
Maximale Last / N: 7500
Masse / g: 93

Das dritte Rohr von oben ist mit einem Knall geborsten, während die anderen Rohre einknickten. Der Testlauf ist sicher nicht besonders repräsentativ. Die Maschine hat zwar ein Profi bedient, aber die Probenvorbereitung durch mich war zwar nach bestem Wissen, aber sicher amateurhaft.

Ergebnisse der Tests der selbst gefertigten Rohre waren, dass mit einem Glas (120g)/Balsa (0,6mm)/Glas (120g)-Sandwich-Rohr Festigkeiten erreicht werden, die bei gleicher Masse um etwa den Faktor 1,6 über den Werten eines qualitativ hochwertigen Papprohres liegen. Ein reines Glasfaser-Handlaminat schafft mehr als doppelte Festigkeit, bringt aber über 40% mehr Masse.

Grüße!

Hagen

Hi,

wie habt ihr denn die Rohre eingespannt? Ich wollte sowas auch mal machen bei meinem Prof. Er hatte nur Angst das so ein Rohr seitlich wie eine Sprungfeder heraus fliegt und seinen Assistenten erschlägt.
Hast du mal die Rohre nachgerechnet was sie theoretisch aushalten müßten?

Gruß

Neil

War das Versagen eher durch Kompression oder eher durch Beulen? Aber in jedem Fall sieht man gut, dass Raketen in Längsrichtung total überdimensioniert sind ;-)

Oliver

@Neil: Die Rohre wurde zwischen zwei planen Stahlplatten gespannt. Weggeflogen ist da nichts. Zu den Berechnungen: Nicht einfach. Eulerfall oder Tetmajerfall? Noch schlimmer: Beulen? Da fehlen mir schlicht Fachkenntnisse und wahrscheinlich auch Rechnerkapazität. Bin aber für Infos dankbar ;o)

@Oliver: Alle langen Rohre bis auf das Phenolharz-verstärkte sind an den Stoßkanten der Wickelbahnen geknickt.

Zitat:

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Aber in jedem Fall sieht man gut, dass Raketen in Längsrichtung total überdimensioniert sind ;-)

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In jedem Fall sieht man, dass Blue Tube schwerer ist als Phenolic und dabei nicht einmal mehr wegsteckt. Es scheint dazu auch noch einen kleineren E-Modul zu haben. Ich hatte in der Tat auch vor, in Querrichtung zu testen. Aber wie sollte eine entsprechende Prüfvorrichtung aussehen? Vorschläge?

Grüße!

Hagen

In Querrichtung wird eine Rakete gar nicht belastet, würde ich sagen. Torsion schon eher, und am ehesten wohl Biegung.

Oliver

*g* das mag ja sein, aber Torsion kann der Prüfstand nicht und um Biegung zu testen muss ich das Rohr irgendwie quer (90° gekippt zu "längs", nicht dass wir aneinander vorbeireden) einspannen und dann Last aufbringen. Nur wie und wo einspannen und wie und wo belasten? Mitte? Ende? Eher punktuell? Eher flächig?

Das deckt sich dann ganz gut mit diesen Werten hier:
http://www.rocketmaterials.org/datastore/tubes/Axial/
http://www.alwaysreadyrocketry.com/products/axialcrushweb.jpg

Dort war der Durchmesser doppelt so hoch, genauso wie die Bruchlast. Die Wandstärke wird gleich sein, denke ich.

Gruß
Reinhard

Naja, eine Belastung des gesamten Rohrs mit demselben Biegemoment ist etwas schwierig, da Du dazu quasi an einem Ende eine Torsion quer zur Längsachse des Rohrs aufbringen musst. Ansonsten an einer Seite fest einspannen (kein Freiheitsgrad), und auf der anderen Seite idealerweise so, dass Du nur in eine Richtung eine Kraft aufbringst, und das momentenfrei. Aber ich fürchte das wird nicht so einfach.

Oliver

Frage ist auch, ob eine statische Belastung der Praxis entspricht. Im Flug werden wohl eher dynamische Wechselkräfte auftreten.

Gruß,
Achim

Das schon, aber am Körperrohr dürften die ja relativ gut gedämpft sein, und die Zyklenzahl, die man für eine vernünftige Ermüdung des Materials braucht, werden wir wohl auch nicht erreichen.

Ist eben alles nur eine Annäherung.

Oliver