müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

[Lunar]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Nur weil eure Werte etwas anderes wie Klaus erzählen, muss er nicht unbedingt unrecht haben. (---> Von wo bis wo liegt unsere typische Belastung? Evtl kann die höhere Belastbarkeit der Vollwelle im endeffekt ignoriert werden da die tatsächlich auftretenden Kräfte hier viel niedriger sind -> im richtigen Belastungsbereich ist die Hohlwelle besser!)
Ab einem gewissen Wert hat die Hohlwelle verloren, aber sie biegt sich SPßTER als die Vollwelle! Die Vollwelle biegt sich früher ist aber elastischer, die Hohlwelle anfangs stabiler und durch die Oberflächenspannung erst bei erhöhter Kraft plastisch verformbar.

Zudem sind die Berechnungen wohl statischer Natur, dynamische Belastungen wie sie im Heli vorkommen sind doch nochmal bissl was anderes?
Sollte ich Unsinn reden, verbessert mich, erscheint mir aber logisch.

[Evandure]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Wann sich ein Werkstoff tatsächlich plastisch verformt hat nicht direkt mit der Form zu tun sondern mit den Spannungen die im Werkstoff auftreten. Die Spannungen wiederum hängen von der Form und der Belastung ab. Bei einer Hohlwelle mit gleichem Durchmesser wie einer Vollwelle wird die maximal zulässige Spannung früher erreicht weil die wirkende Kraft auf einen kleineren Querschnitt verteilt werden muss. Außerdem bleibt der Randfaserabstand durch den gleichen Außendurchmesser gleich.
Und Elastizität hat nichts mit der Formgebung zu tun, sondern ist ebenfalls vom Werkstoff abhängig.
Egal ob statisch oder dynamisch. In beiden Fällen gelten die Verhältnisse.

[StephanH]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Ab einem gewissen Wert hat die Hohlwelle verloren, aber sie biegt sich SPßTER als die Vollwelle! Die Vollwelle biegt sich früher ist aber elastischer, die Hohlwelle anfangs stabiler und durch die Oberflächenspannung erst bei erhöhter Kraft plastisch verformbar. .

Die Hohlwelle verliert immer gegenüber der Vollwelle (gleiches Material und Außendurchmesser vorausgesetzt), außer beim Gewicht.

Sie ist aber leichter. Da die inneren Bereiche bei Biegung zum Beispiel weniger Einfluß auf die Festigkeit haben als die äußeren Bereiche kann man mit Hohlwellen Prozentual mehr an Gewicht einsparen als man an Festigkeit einbüßt.

Bei Belastungen auf Zug/Druck hingegen (mal von Ausknicken bei dünner Wandstärke angesehen) ist der Gewichtsvorteil Proportional zum Verlust der Zug und Druckbelastung.

ABER bei selben Gewicht wird die Hohlwelle (auch vernünftige Wandstärken vorausgesetzt) der Vollwelle überlegen sein! Sie ist dann aber im Durchmesser außen größer.

[Klaus O.]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

@Evandure

Mach doch mal bitte eine Simulation mit einer 10mm Vollwelle und mit einer 10mm Hohlwelle mit 4mm Bohrung.
Auf das Ergebnis bin ich gespannt.

[Evandure]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Eine Simulation kann ich leider mangels Programm nicht durchführen.
Es wird sich aber genauso Verhalten wie bei den Werten die ich zur 10/7 Hohlwelle berechnet habe. Die Widerstandsmomente auf Biegung und Torsion werden bei einer Hohlwelle immer kleiner sein als bei einer Vollwelle mit gleichem Außendurchmesser.
Ich sage ja nicht dass Hohlwellen sinnlos seien. Das Gegenteil ist der Fall.
Aber wie gesagt, von der Festigkeit her ist bei gleichem Durchmesser dir Vollwelle überlegen.
Wenn aber die Voll und Hohlwelle das gleiche wiegen (also die Hohlwelle einen größeren Außendurchmesser hat) dann ist die Hohlwelle im Vorteil. Man hat somit ohne eine Zunahme von Gewicht eine Erhöhung der festigkeit erreicht.

[DiKey]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Man hat somit ohne eine Zunahme von Gewicht eine Erhöhung der festigkeit erreicht.

Und der Satz wird die beste Zusammenfassung sein!

Maus hin oder her, inzwischen haben sich so viele Techniker/Ingenieure zu Wort gemeldet und alle sind mit und ohne Simulation oder Berechnung zur selben Aussage gekommen. Daher wage ich zu behaupten, dass sich die Maus geirrt hat.

[DiKey]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Die, zugegeben fiktive, Simulation einer horizontal liegenden Welle zeigt, dass es sehr wohl spezielle Umstände gibt bei denen eine Hohlwelle im Vorteil ist.

Das Beispiel zeigt einen beidseitig in Festlagern fixierten "Träger" bestehen aus:
Vollstab mit 10mm Durchmesser / Länge 500mm (OBEN)
Hohlstab mit 10mm AD / 6mm ID / Länge 500mm (UNTEN)

Und da ist die Hohlwelle, nur durch das Eigengewicht belastet, schon im Vorteil.

[SoloPro]

AW: müssen Hauptrotorwellen hohl sein!?

Die, zugegeben fiktive, Simulation einer horizontal liegenden Welle zeigt, dass es sehr wohl spezielle Umstände gibt bei denen eine Hohlwelle im Vorteil ist.

Das Beispiel zeigt einen beidseitig in Festlagern fixierten "Träger" bestehen aus:
Vollstab mit 10mm Durchmesser / Länge 500mm (OBEN)
Hohlstab mit 10mm AD / 6mm ID / Länge 500mm (UNTEN)

Und da ist die Hohlwelle, nur durch das Eigengewicht belastet, schon im Vorteil.

Klar, da sie ja leichter ist und damit auch die Biegebelastung geringer ist.
Der Einfluss des geringeren Gewichtes ist größer, als der Verlust des Widerstandsmomentes.