Hållfasthetsberäkning på järnprofil för släpbygge

[Noc]

Håller på att bygga ett släpvagn för transport av motorcyklar, skotrar eller en bil. Ska bli lite special. Problemet är inte att bygga ett släp nog stadigt, utan att bygga det precis nog stadigt. För varje kilo extra släpet väger, minskar lastvikten med ett kilo, eftersom jag har en maximal totalvikt på min axel.

Det sista jag vill är att mitt släp ska få en knäck, eller slok-öron. Framför axeln borde det inte vara några problem då den ytan vilar på balkarna till V-draget. Men bakom axeln(singelaxel) vill jag veta hur många och av vilken dimension på profilen jag skall ha.
Lastytan är 4700mm, och axeln kommer att hamna cirka på mitten av lastytan vilket ger ett utstick på 2300mm bakom axeln.(Se bifogad bild.)

Nu till min fråga, jag funderar på att använda 40x60x2, 40x80x2 eller 40x100x2. (Endast en sort eller kanske en kombination, spelar ingen roll, hållbarhet per viktenhet är det som är viktigt!)
Hur många kilos belastning klarar respektive profil på 2300mm:s avstånd(gärna också metervis, för lite andra beräkningar jag funderar på) innan den böjs? Någon som vet, eller kanske har någon tabell? Det handlar om vanligt blötjärn.

Tack på förhand,
//J

 

[Noc]

Jo, funderar även på att ha relingar efter båda sidorna, vilket kommer göra det mindre känsligt för knäckning, men vill ändå veta hur mycket en sån balk klarar. Har inte bestämt mig riktigt ang relingarna där...

 

[Esquire]

Har du inte fått svar på det där från någon imorgon kan du skicka mig ett PM så letar jag fram min formelsamling i hållfasthetslära och min miniräknare och sätter mig ner och räknar lite.

Med "blöt järn" antar jag att du menar något vanligt lättsvetsat kontruktionsstål?

Kolla på vilka profildimensioner som används till andra släpvagnar.

Har du tänkt regga in släpet eller ska du bara köra det med LGF-skylt på?
Om du tänkt regga in det kan det hända att det finns standardiserade normer, säkerhetskrav etc som släpet måste uppfylla.

 

[Qvint]

Tyar inte just nu, men det är en enkel beräkning:

Böjstyvheten för din balk är t*h^3/6+1/2*t*b*h enkelt sagt...

Sedan kan du räkna ut spänningarna som ges med Sigma=N(x)/A(x)+M(x)*z/I(x) eller enkelt sagt för dig, med ren böjning:

Sigma(max)=M/I*zmax [MPa]
där
M = Lasten gånger det avståndet den verkar på
I = Det du räknade ut ovan
zmaz = Balkens tjocklek...

Sedan får du leta upp nuffror på hur mycket ditt konstruktionsmaterial håller för, vanligt kontruktionsstål ligger kanske runt 200 MPa...

TA SEDAN DE VÄRDEN DU FÅR FRAM OCH LÄGG PÅ EN MARGINAL PÅ MINST 300% !!!!!!!!!

 

[Noc]

Esquire,
Antar att det är lättsvetsat konstruktionsstål? Alltså det är sånt stål jag får när jag går in hos stålhandlaren och säger att jag vill ha vanliga järnprofiler, inga specialhärdningar eller dyl.

Har kollat på andra vagnar, men det skiljer sig otroligt mycket från vagn till vagn så jag tänkte att jag skulle ha försökt räkna på det.

Släpet ska reggas in, har koll på vad det är som gäller. Angående konstruktionen så ska jag skriva ett tillverkarintyg där jag intygar att det håller. Det är allt jag behöver. Dock om dom är skeptiska till att det kommer att hålla på bilprovningen, så kan dom även kräva en hållfasthetsberäkning. Men det tror jag inte kommer hända.


Qvint,
har inte läst hållfasthetslära så är inte riktigt med, men försöker...
Om böjstyvheten för min balk är t*h^3/6+1/2*t*b*h ger det för en

100x40x2 balk ger det ===> 2*100^0.5 + 0.5*2*40*100 = 4020
Vilken enhet är detta svar i ?


Om jag sen sätter in den i den andra formeln:

Sigma(max)=M/I*zmax [MPa] ===> M/4020 * 200 Och här kör jag fast.

Vad är sigma(max)? Finns det i någon tabell? Behövs väl för att kunna räkna ut M?


//J

 

[KaliZ]

Qvint,
har inte läst hållfasthetslära så är inte riktigt med, men försöker...
Om böjstyvheten för min balk är t*h^3/6+1/2*t*b*h ger det för en

100x40x2 balk ger det ===> 2*100^0.5 + 0.5*2*40*100 = 4020
Vilken enhet är detta svar i ?

Tjenna, jag undrar om den dära böjstyvheten stämmer. Sist jag räknade hållf var böjstyvheten i enheten mm^4. Men enligt formeln så blir det [mm*mm^3+m*m*m] =[mm^4+mm^3] vilket inte kan stämma. Det måste fattas ngt...eller är jag helt ute o cyklar?!

/KaliZ

 

[KaliZ]

Jag hade räknat Ihel-Ihål
ex för 40*60*2 profil...som ligger på högkant blir då:
I=(40*60^3)/12-(36*56^3)/12 = 193152mm^4

gör sedan en förenkling och sätt in detta I i elementarfallet för fast inspänd balk.
Nedböjningen = (P*L^3)/3*E*I
P=lasten i newton
L=total längd
E eller 210000N/mm^2

Alltså...en last på 500N (50kg) ger en nedböjningen på ca 50mm på den profilen enligt ovan. Sedan kan du bara passningsräkna fram olika nedböjningar i förhållande till lasten. Ngn nedböjning är väl tillåten...häfftigt om det fjädrar lite opp o ner


/KALIZ

 

[KaliZ]

Gjorde en liten test i ett hållf prog. också! Det verkar stämma. Om du ger mig lite konkret vilken nedböjning du vill tillåta på vilka dimensioner så kan jag simulera upp det åt dig. Går ganska lätt att även utläsa hur mkt nedböjningen blir på en viss sträcka utmed profilen.

/KaliZ

 

[SSDD]

Esquire,
Antar att det är lättsvetsat konstruktionsstål? Alltså det är sånt stål jag får när jag går in hos stålhandlaren och säger att jag vill ha vanliga järnprofiler, inga specialhärdningar eller dyl.

Har kollat på andra vagnar, men det skiljer sig otroligt mycket från vagn till vagn så jag tänkte att jag skulle ha försökt räkna på det.



//J

Fuskar lite med förstärkningar på vagnar och kranar ,Jag skulle kolla lite på att köpa HARDOX plåt .Du kan gå ner till ca 50% av tjockleken klippa remsor och pressa vinklar typ 40X100 som du sen svetsar (pinne) till ett fackverk....
Starkt , svetsbart och hyfsat billigt .

 

[Chrille]

Nu vill jag inte vara en tråkig skit, men jag hade hyrt ett likannde släp från den lokala bensinlangaren och gort en resa med tumstocken.

Även om man kan räkna ut de statiska påkänningarna så kommer du sen ute på landsvägen med gupp och kurvor dvs dynamik och i slutänden materail-utmattning.

Så länge du inte kan få hjälp av någon som verkligen verkar veta hur det funkar och ska hanteras(jag vet inte) så tycker jag att du bör köra med ren kopiering av fungerande koncept.

 

[KaliZ]

Nu vill jag inte vara en tråkig skit, men jag hade hyrt ett likannde släp från den lokala bensinlangaren och gort en resa med tumstocken.

Även om man kan räkna ut de statiska påkänningarna så kommer du sen ute på landsvägen med gupp och kurvor dvs dynamik och i slutänden materail-utmattning.

Så länge du inte kan få hjälp av någon som verkligen verkar veta hur det funkar och ska hanteras(jag vet inte) så tycker jag att du bör köra med ren kopiering av fungerande koncept.

Äsch!!! Tråkmåns! det är jue ingen sport. Roligt när man gjort ngt själv jue. Bara att slänga på en säkerhetsfaktor på 3. Det håller. Han kommer jue knappats ligga i 100 med det släpet iaf om han inte ska regga det.

/KaliZ

 

[Chrille]

..... Bara att slänga på en säkerhetsfaktor på 3. Det håller. ....

Jag kan ge dig profiler som verkligen håller men iom önskan om viktbesparingar så är det inte riktigt så enkelt....

 

[scud]

Ja håller med Chrille, snacka med nån som KAN. Jag har också läst hållfasthetslära i skolan, men jag anser mig inte kunna hjälpa dig pga. just dessa saker som guppen på landsvägen, hur stor blir belastningen när "tillbakagunget" kommer?
Sen kan man ju räkna på massor med olika sätt, punktlast eller utbredd last etc. När det ska förankras i verkligheten och byggas släp av det som ska användas är det ju viktigt att det håller och inte bara att det "verkar" stämma i teorin.

 

[KaliZ]

Ja håller med Chrille, snacka med nån som KAN. Jag har också läst hållfasthetslära i skolan, men jag anser mig inte kunna hjälpa dig pga. just dessa saker som guppen på landsvägen, hur stor blir belastningen när "tillbakagunget" kommer?
Sen kan man ju räkna på massor med olika sätt, punktlast eller utbredd last etc. När det ska förankras i verkligheten och byggas släp av det som ska användas är det ju viktigt att det håller och inte bara att det "verkar" stämma i teorin.

Givetvis får man utföra någon form av förstörande provning om man är osäker. Teori är endast till för att ge vägledning. Går fint att simulera dynamiska belastningar, under olika cycler (stavning ) för att plocka fram utmattningsvärden...men även dessa är endast vägledning. I slutändan ställs väldigt höga krav på svetsarna...minsta porositet eller så kallad "dikes-svets" medför en försämring av konstruktionens lastbärande förmåga.

/KaliZ

 

[Noc]

Gjorde en liten test i ett hållf prog. också! Det verkar stämma. Om du ger mig lite konkret vilken nedböjning du vill tillåta på vilka dimensioner så kan jag simulera upp det åt dig. Går ganska lätt att även utläsa hur mkt nedböjningen blir på en viss sträcka utmed profilen.

/KaliZ

Vore trevligt!

Jag har varit förbi stålhandlaren nu, och jag fick en lista med massa roliga värden för exakt det stål jag kommer använda, jag scannar in den så kan du läsa de exakta värdena för min profil.
Tyvärr så finns inte 100x40x2 med i tabellen, men du verkade ju kunna räkna på det där?

Mest troligt så kommer jag att använda 80 eller 100:s profil.

Nog får det svajja lite, men det får absolut inte bli en knäck på det. Hur många profiler och av vilken modell ska jag ha om släpet ska klara 1500kg längst bak(statiskt)? Det blir nog aldrig att det blir så mycket bara längst bak, men för säkerhets skull. Det får fjädra men måste återgå till ursprungsläget.

 

[scud]

Givetvis får man utföra någon form av förstörande provning om man är osäker. Teori är endast till för att ge vägledning. Går fint att simulera dynamiska belastningar, under olika cycler (stavning ) för att plocka fram utmattningsvärden...men även dessa är endast vägledning. I slutändan ställs väldigt höga krav på svetsarna...minsta porositet eller så kallad "dikes-svets" medför en försämring av konstruktionens lastbärande förmåga.

/KaliZ

Javisst, jag har ju faktist även läst lite svetsteori i plugget, det medför dock inte att ja kan svetsa, men jag vet hur viktigt det är att det är rätt, och på hur många olika sätt det kan gå fel (och varför)!
Kvaliteten på stålet måste ju va bland det viktigaste i konstruktionen, och hur vet man hur bra stålet som försäljaren säljer egentligen är?

Det är väldigt mycket man måste tänka på i teorin iallafall, och att få allting att även stämma i den byggda konstruktionen kan bli knepig. Just kompromissen vikt / hållbarhet, tar man i rejält är det klart de håller bättre, men blir dyrare, tyngre (lasta mindre), mer otympligt att dra osv.

(Stavas cykler)

Lycka till förresten, ser fram emot lite bilder senare!

 

[scud]

Vore trevligt!

Jag har varit förbi stålhandlaren nu, och jag fick en lista med massa roliga värden för exakt det stål jag kommer använda, jag scannar in den så kan du läsa de exakta värdena för min profil.
Tyvärr så finns inte 100x40x2 med i tabellen, men du verkade ju kunna räkna på det där?

Mest troligt så kommer jag att använda 80 eller 100:s profil.

Nog får det svajja lite, men det får absolut inte bli en knäck på det. Hur många profiler och av vilken modell ska jag ha om släpet ska klara 1500kg längst bak(statiskt)? Det blir nog aldrig att det blir så mycket bara längst bak, men för säkerhets skull. Det får fjädra men måste återgå till ursprungsläget.

Har du tagit reda på vilken profil som är bäst lämpad för ändamålet? I-balk är väl bättre än fyrkantsstål, dock kanske inte i detta sammanhang då den balken inte är bra för krafter från sidan (som kommer när du svänger va?). Jag vet inte vilken som är bäst, men om du inte heller vet bör du forska lite i det tycker jag.

 

[Noc]

Har du tagit reda på vilken profil som är bäst lämpad för ändamålet? I-balk är väl bättre än fyrkantsstål, dock kanske inte i detta sammanhang då den balken inte är bra för krafter från sidan (som kommer när du svänger va?). Jag vet inte vilken som är bäst, men om du inte heller vet bör du forska lite i det tycker jag.

I princip alla släptillverkare använder sig av fyrkantsprofil, dock lite olika dimensioner. Men ofta har dom ju lemmar, eller någon annan form av längsgående stabilisering. Det kommer jag kanske också ha, men vill veta hur stadigt jag måste göra det utan.

 

[Esquire]

Tänk på att det inte är bara en enda profil som ska bära upp hela lasten. För en släpvagen kan hela tvärsnittet se ut ungefär som på bilden jag bifogar.

Ska man vara noggrann så ska man alltså räkna på det sammansatta tvärsnittet.

Som exempel kan det nämnas att en plåtbit med två små bockningar lätt kan bli 4ggr styvare än en platt plåtbit. Samma tvärsnittsarea, men högre böjmotstånd.

 

[KaliZ]

Nog får det svajja lite, men det får absolut inte bli en knäck på det. Hur många profiler och av vilken modell ska jag ha om släpet ska klara 1500kg längst bak(statiskt)? Det blir nog aldrig att det blir så mycket bara längst bak, men för säkerhets skull. Det får fjädra men måste återgå till ursprungsläget.

1500kg längst bak med en hävarm på 2300mm...det är rätt mkt. Det kommer bli en rejäl nedböjning (dvs det kommer gå åt en hel del mtrl för att förhindra knäckning) Låter som att du måste skaffa dig en vattentät plan hur du ska stadga upp det hela...innan du börjar trixa för mkt. Som sagt var...1500kg längst bak är mkt. Det ställer höga krav på det mesta.

/KaliZ