Hallo,
ich muss euch alle enttäuschen, der Ruhm des Wirtschaftsing. mag sein, hättest du jetzt Maschinenbau gesagt...... hätte ich gesagt..... Setzen ......6
so dann mal ran was ein Mechaniker ( Meister ) kann.
Falsch an der Ausführung ist, dass du Rm die Zugfestigkeit genommen hast. Es müsste die Streckgrenze Re sein.
Rm ist die Festigkeit, an dem sich das Material nicht mehr im plastischen Bereich befindet.
Näheres zum Schluss.
zuerst zu der Scherfestigkeit genannt Tau.
Tau errechnet sich mit folgender Formel: T = F / S
Da es sich am Rotorblatthalter um eine zweischneidige Beanspruchung handelt MUSS die Scherfläche verdoppelt werden.
Tip: Die erste Ziffer ergibt Multipliziert mit 100 die Zugfestigkeit. Dieerste und zweite ziffer miteinander Multipliziert und dann noch mit 10 Multipliziert ergibt die Streckgrenze.
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dann zur zulässigen Spannung am Bsp. 12.9
sigma limit = Re = 1080N/qmm x 0,9 = 972N/qmm
sigma zulässig = sigma limit / Sicherheitszahl. Bei Sicherheitszahl 2 ist das 486N/qmm
Hallo Erich,
Soweit nicht schlecht. => Setzenâ?¦..6
Bei der Auslegung von Bolzenverbindungen, wird zur Ermittlung des Tau zulässig für die Berechnung der Scherspannung das Rm eingesetzt (siehe Seite 227; Gleichung 9.3; oder auch Seite 229; Gleichung 9.12; Maschinenelemente von Rolof/Matek; 13te Auflage).
Wie Dick sollen die Bolzen den noch werden? wenn man durch einsetzen des Re`s den Werkstoffen nichts zutraut.
Im Stahlbau verwendet man: Tau zul. = 0,6xRm/ym
ym ist ein Teilsicherheitsbeiwert (Nach DIN) für den Stahlbau und hat den wert von 1,1
Also Tau zul. = 0,6xRm/1,1
Es ist aber ok, wenn man es so wie von dir berechnet, mit dem Re rechnet. Zu mindestens befindet man sich auf der sicheren Seite. Außerdem sind die Stahlbauformeln eh was für den Grobschlosser und berücksichtigen auch keine Belastungsart (Ruhend, Schwellend oder wechselnd) und auch kein Betriebsfaktor CB (Stoßbelastung).
Bei der Berechnung der Zentrifugalkraft hast du ein falschen wert für den Blattschwerpunktradius angenommen.
Außerdem hat die von dir angenommene Sicherheitszahl von 2 keinem Sinn, denn wir müssen ja zuerst von unserem sigma (Normalspannung) zu unserem Tau zul. (Schubspannung) kommen, Siehe oben.
Sicherheitszahlen werden normalerweise ganz zuletzt berechnet, sie müssen logischerweise Größer 1 sein. Und ob man dann mit 1,1 oder 1,2 zufrieden ist entscheidet die eigene Risikobereitschaft. Maschinenbau-üblich ist 1,4 bis 1,6 in der Luftfahrt kann man auch mit 1,2 noch gutes gewissen haben.
Sicherheitszahl = Tau zul. / Tau max.
Und hier noch der gesuchte wert für Edelstahlschrauben (DIN 267 T11)
Festigkeitsklasse 70 hat Rm= 700 N/mm^2 und Rp0,2= 450 N/mm^2 (Stahlgruppe A austenitischer Werkstoff) oder Rp0,2= 410 (Stahlgruppe C martensitischer Werkstoff)
Bemerkung: Rp0,2 ist die Dehngrenze
Ich muss aber noch dazu sagen, dass ich alleine mit der Berechnung des Abscherens der Schraube nicht zufrieden währe. Meist ist nämlich der fall, das die Schrauben die Bellastung gut standhalten, aber das loch am Blatthalter nachgibt (meistens aus Alu oder Kuhnstoff gefertigt). Also Lochleibung (Flächenpressung) berechnen.
Muss auch noch sagen dass ich es echt klasse finde, dass Nicht-Maschinenbauer die Motivation haben so was zu berechnen, denn die meisten kopieren lieber von anderen und rechnen es nicht nach.
Hallo zusammen,
im Großen und Ganzen habe ich jetzt die Scher-Festigkeitsberechnung der M4 Rotorblatt-Befestigungsschraube verstanden.
Aber wie verhält es sich, wenn ich z.B. einen Looping mit 5 g fliege, entstehen dabei nicht auch noch Biegekräfte von den Blättern, die über die Rotorblatt-Befestigungsschraube in den Blatthalter einfließen?
Ja, und nicht nur bedingt Loopings, es gibt eine Vielzahl von Faktoren die im Flug die last beeinflussen, diese sind sogenannte eigene und fremde Faktoren.
Eigene Faktoren sind gewollt, sie sind das Resultat aus der Steuerung, also Winkeländerungen am Blatt, Drehzahleinstellung. Wir gingen ja sogar bei der vorherigen Berechnung davon aus das pitsch null ist.
Fremde Faktoren sind diejenige auf die wir kein Einfluss haben. Z.B. Vibrationen, Drehzahlschwankungen, Spurlauf, das Blätterpeitschen (Knarr Geräusche) und sogar dem Absturz.
Um bei der Vordimensionierung (Auslegung) diese Einflüsse nicht außer Acht zu lassen (sonst würde man ja das Teil zu schwach oder zu stark auslegen) verwendet man sogenannte Belastungsarten und Betriebsfaktohren (hierfür gibt es Tabellen).
Es gibt auch zwei Auslegungsarten, auf Dauerfestigkeit und auf Zeitfestigkeit, d.h. auf Dauer also für mehr als 10^6 Lastspiele und auf Zeit also weniger als 10^6.
Dauerfestigkeit ist die klassische und einfache so wie es bis jetzt auch hier beschrieben wurde.
Zeitfestigkeit ist ein fall für sich, und würde dem rahmen dieser Diskussion sprengen.
Ganz zuletzt kommen ja auch noch die sogenannten Tests und Feldversuche, bei denen die teile unter realen Bedingungen getestet werden.
Was so eine kleine M4 Blattschraube auslösen kann.
Muss auch noch sagen dass ich es echt klasse finde, dass Nicht-Maschinenbauer die Motivation haben so was zu berechnen ...
Hallo Stefan,
Motivation eigentlich weniger ...
Auslöser war, dass in einem Baukasten eines 1.80 m Benziners als Blattbefestigungsschrauben M4 x 40 in der Güte 12.9 beigelegt waren. Bei diesen Schrauben ist für eine annähernd perfekte Blattbefestigung der Schaft etwas zu kurz, so dass der eine Schenkel des Blattgriffs schon auf dem beginnenden Teil des angerollten Gewindes zu liegen kommt. Besser wäre eine M4 x 45, die hat so ca. 23 mm Schaft, das wäre perfekt.
Leider ist diese Schraube nicht so gängig und bisher nicht in Mindermengen zu bekommen. Allerdings liegt die Schraube in Edelstahl der Güte 70 hier vor. Und nun musste man sich mit den Werkstoffen befassen, wollte man das Ganze nicht "verschlimmbessern" ...
Also:
Der Blattgriff wird mit einer M5 Schraube (12.9) gehalten. Wann reisst die ab ?
Wann schert die Blatthalteschraube (M4) ab ?
Wäre da genug Reserve, um auf Edelstahl zu wechseln ?
Welche Fliehkraft erzeugen eigentlich die Blätter bei welcher Drehzahl ?
Steigt die Fliehkraft linear mit der Drehzahl ?
So hat alles angefangen und der Blick über den Tellerrand blieb einem nicht erspart ...
> Was so eine kleine M4 Blattschraube auslösen kann.
Besser, die nicht in der richtigen Länge dem Baukasten beiligende ...
Ich war eigentlich davon ausgegangen: du wolltest die nen Heli selbst bauen.
Also meine Empfehlung: Keine Werkstoffänderung (bzw. Festigkeitsklasse) vornehmen, denn, 12.9 ist schon das stärkste was es (so als Standart) auf dem Markt zu kaufen gibt.
Der Hersteller wird das system ja damit getestet haben.
-na ja, ich gehe mal davon aus-
-Außer es ist Japsische Schablonenware, damit hab ich schon einiges miterleben können-
Das mit dem Gewinde in Schenkel ist natürlich große Schei�. denn, dass frisst sich so richtig schön in der Schenkelbohrung rein (Thema Lochleibung, Pressung).
Nach den DIN Standards ist die max. Länge von M4 Schrauben 40mm, Nach einer alten DIN-6912 gehen sie noch bis 50mm. Ich sehe schon, es wird schwierig werden die alten Dinger noch zu bekommen (egal in welcher Güteklasse). Dies wird (denke ich mal) der Herstellergrund für die Wahl nach M4x40 gewesen sein (wenn er sich dabei Gedanken gemacht hat).
Jetzt hast du die Qual der Wahl.
- So wie aus den Kasten M4x40 in 12.9
- Risiko mit Edelstahl 70 (Vorraussetzung die Mathematik würde dir sagen -es geht-, wird dein Heli Test-Haase sein )
- Eine Größere menge von den Richtigen Schrauben kaufen. (Teuer und hier wird dein Heli auch Test-Hasse sein).
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