Hoi,
Ik heb het weerstandsmoment tegen buiging (Wb) berekend voor ronde buizen en staf (buis met binnendiameter = 0):
Staf 30x0 mm : Wb = 2650
Buis 30x18mm : Wb = 2307
Staf 25x0 mm : Wb = 1533
Buis 25x13mm : Wb = 1422
Staf versus buis:
- 30x18 heeft slechts 13% minder Wb t.o.v. 30x0, maar wel een gewichtsvermindering van 36%.
- 25x13 heeft slechts 7% minder Wb t.o.v. 25x0, maar wel een gewichtsvermindering van 27%
Hieruit kun je duidelijk concluderen dat qua gewichtsaspect een buis beter is.
Dik versus dun:
- 25x0 heeft een Wb die 42% kleiner is dan die van 30x0
- 25x13 heeft een Wb die 38% kleiner is dan die van 30x18
Conclusie:
De diameter heeft een enorme invloed op het vermogen buigingskrachten op te vangen. Igv. een buis tov. staf neemt neemt die buigbestendigheid relatief veel minder af. Het gewicht van het ding neemt relatief wel flink af.
Dus een buis met zo groot mogelijke diameter is de beste keuze.
Vergeet niet dat vanwege de knikbelasting je die buis wand niet eindeloos dun kunt maken. 6 mm is uitstekend.
Is de gekozen buis voldoende sterk?
Om dat te bepalen zul je je moeten afvragen bij welke snelheid je nog steeds vol up wilt kunnen geven.
A. Stel 150 km/h (± 42 m/s)
B. Vervolgens bepaal je het Reynoldsgetal van de gemiddelde aerodynamische koorde bij die snelheid.
C. Dan bepaal je het max haalbare liftgetal voor het gebruikte profiel bij dat Re-getal.
D. Daarmee kun je dan de maximaal gegenereerde lift berekenen.
E. Van die max. liftkracht (Newtons [N]) trek je het gewicht van de vleugels (1 kg = 10 N) af (die dragen zichzelf zonder buigkrachten te genereren is de vereenvoudiging)
F. Die kracht grijpt op het midden van de vleugel aan, dus de arm (hefboomlengte = een kwart van de spanwijdte (in mm's). Dit is niet helemaal waar, het aangrijpingspunt ligt meer naar binnen maar als benadering klopt het, bovendien (omdat het meer naar binnen ligt) is het werkelijke buigmoment kleiner.
G. Bereken het optredende buigmoment = 0,5 x liftkracht x 0,25 x spanwijdte (uitkomst is in Nmm's)
H. tot slot: de treksterkte van het gebruikte materiaal. Er zijn er altijd 2: een voor trek, en een voor druk. Neem de kleinste/zwakste.
I. neem een veilgheidsfactor (hoeveel sterker je het ding maakt dan wat rekenkundig genoeg zou moeten zijn). Ik denk aan 1,5.
J. Vermenigvuldig Wb met die treksterkte en die veiligheidsfactor.
K. Als de uitkomst van J groter of gelijk is aan de uitkomst van G dan zit je goed.
Succes,
Dirk.