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Torsionssteifigkeit von Quadrat- und Rund-Rohr

    Hab grad nochmal gerechnet...


    Das polare Widerstandsmoment Wp ist bei einem RR mit Aussendm 100 und Innendm 90 = 67524,61mm3.


    Bei nem 4kt-Rohr ist es bei Innenbreite 90, Aussenbreite 100, Quadratischer Querschnitt =90250mm3.


    Sollten wir uns so getäuscht haben?


    Muss heut nochmal nen Kumpel fragen. Der lehrt den Physik an der FH Schmalkalden.


    Edith: Vergleicht man das axiale Widerstandsmoment Wx liegt das Wx des Rundrohres niedriger, als das des 4kt-Rohres (egal od quadr. od. rechteck.)


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    Zitat von D300

    Alle sagen rund, also ist der Käse gerollt,


    Tja Constantin, könnte man meinen. - Aber ich verlasse mich in solchen Fragen nicht auf die Demokratrie, das wird nicht gut gehen :pinch:


    @Christian: frag doch mal Deinen Kumpel, das würde mich echt interessieren.
    Auf was für ein W-Wert würdest Du bei Quadratrohr kommen, wenn die Aussenbreite 79,58 mm und die Innenbreite 69,58 mm wäre?

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    Also, ich weis nicht... :(




    ich habe mir eben ein Karo aus Papier gefaltet, und ebenso einen Papierrohr gerollt.


    Das Karo verdreht sich schon durch Eigengewicht + Scharf Hinschauzen (mit Brille :thinking: )




    Was ist denn, wenn man sich der Torsionsgeschichte mit den Hebelgesetzen nähert. (je großer der Rohrdurchmesser, desto mehr Kraft zum verdrehen vonnöten...oder? ODER??)


    Ein Kreis wird mathematisch als eine unendliche Anzahl von Punkten definiert, welche alle mit gleichem Abstand um einen Mittelpunkt angeordnet sind. Salopp gesagt, alle haben den gleichen "Gegenhebel".


    Wenn die Abmessungen des Quadrates jetzt so gewählt sind, daß sich der Kreis und die jeweiligen Mitte der Seitenflächen schneidet (wie Christian die Abmessungen gewählt hat) dann hat das Quadratrohr einen geometrischen Vorteil. (Und die Tabellenwerte von Christian sind von daher plausibel). Abgesehen von der trivialen Tatsache, dass beim Quadrahtrohr mehr Querschnittsfläche gegenüber dem Rohr (bei gleicher Wandungsstärke zur Verfügung steht.



    Und eben den Thread nochmal in Gänze gelesen, das ist genau die Prämisse, die Gregor gesetzt hat.
    Fair wäre ain Vergleich mit den Parametern:


    -Gleiche Wandungsstärke


    -gleiches Gewicht je laufenden Meter


    die Querschnittsabmessungen ergeben sich.

    Parts left out cost nothing an cause no service problems.


    -Teile aus 90er Cheyenne C2500 PU Longbed Single Cab-

    Zitat von two-lane

    Fair wäre ain Vergleich mit den Parametern:


    -Gleiche Wandungsstärke


    -gleiches Gewicht je laufenden Meter


    Jupp, genau deswegen fragte ich nach dem Quadratrohr mit den Maßen 79,58x5, da wäre das dann so.

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    Ich bin von gleicher Wandungsstärke ausgegangen. Das Material wird erstmal vernachlässigt. Der Materialquerschnitt von 4kt-Rohr ist natürlich größer als der von vergleichbarem Rundrohr. Aber das war nicht die Frage.
    Ich muss nochmal die Formeln suchen. :o


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    Soooo. nun hab ich auch mal Formeln gewälzt und noch einiges nachgelesen...... Auch wenn's vermutlich kaum einen interessiert, hier mal in vereinfachter Form das Ergebnis.


    Als Ausgagspunkt hab ich das Beispiel von Christian genommen, ein dünnwandiges Rund-Hohlprofil mit 100mm Durchmesser und 5 mm Wandstärke.
    Für alles gilt, daß das Material gleich ist.


    Dann gibt es für das Quadratrohr drei denkbare Möglichkeiten für den Vergleich:


    1. Das Quadratrohr nutzt praktisch den gleichen Bauraum wie das Rundrohr, hat also die Maße 100 x 100 mm x 5mm
    - hier hat das QR extrem viel bessere Torsionssteifigkeit als das RR , ein Plus von über 40%

    2. Das QR hat die gleiche Querschnittsfläche wie das Rundrohr; dann hat das QR nur noch die Abmessungen 88,6 x 88,6 mm
    - hier ist das QR immer noch mit einem Plus von ca.10 % klar im Vorteil


    3. Das QR hat die gleiche Materialquerschnittsfläche (also gleiche Masse); dann schrumpfen die Abmessungen auf 79,58 x 79,58 mm x 5 mm
    - jetzt dreht sich der Spieß um, aber nur ein ganz klein wenig; nun hat das RR eine um knapp 5% größere Torsionssteifigkeit.


    Aaaaaaber, in allen Fällen, eben auch in 3., gilt: kommt gleichzeitig zum Torsionsmoment noch ein kleines axialesMoment hinzu, dann ist immer das Quadratrohr klar im Vorteil gegenüber dem RR!


    Soviel zu gerolltem Käse ....... :D
    Ach ja, Constantin, ich überlege schlicht, ob ich eventuell eine Hochrahmenbrücke für meine Hebebühne baue ..... also kein geheimnisvolles oder aufregendes Tun.

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    Wäre da die Durchbiegung nicht wichtiger als die Torsionssteifigkeit? Übrigens hat mein Kumpel alles so bestätigt, deswegen hab ich nicht nochmal geschrieben.


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    Gregor, das QR ist zwar rein rechnerisch im Vorteil, aber nur unter idealen Bedingungen.


    Jetzt kommts auf die Anwendung an. Auf was ich hinaus will ist die Kerbschlagfestigkeit. Das QR hat "scharfe" kanten, die stark zur Rissbildung neigen, und unter Umweltbedingungen wird das QR schnell den Geist aufgeben. Daher sind Kardanwellen, die im Freien laufen rund, und die die im Labor an Robotern oder gar im Weltall drehen quadratisch.


    Wenn Du also den für Dauerbelastung notwendigen Sicherheitsfaktor unter Umweltbedingungen mit reinrechnest, dann wird das QR verlieren...


    Solltest Du es doch verwenden, rate ich dazu die Kanten mit einem Radius R4 zu schleifen (Betonung liegt auf Schleifen - nicht feilen!) und massiv gegen Korrosion zu schützen.

    • Offizieller Beitrag
    Zitat von Wulfman

    Solltest Du es doch verwenden, rate ich dazu die Kanten mit einem Radius R4 zu schleifen (Betonung liegt auf Schleifen - nicht feilen!) und massiv gegen Korrosion zu schützen.

    Das rechnet sich doch mit der ganzen Arbeitszeit nicht mehr...

    Gruß Thomas

    ----------------------------------------------------------------------


    ...ein Problem, welches man mit Bordmitteln lösen kann, ist kein Problem.

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    Zitat von Wulfman

    Wenn Du also den für Dauerbelastung notwendigen Sicherheitsfaktor unter Umweltbedingungen mit reinrechnest, dann wird das QR verlieren...


    Danke für die Ratschläge, aber das ist so nicht richtig, das QR gewinnt definitv.
    Abgesehen davon, daß es ein 160x160 x5 Feinkornstahlrohr wird, welches eh rundkantik ist (r8 ), versteh ich den Einwand mit der Korrosionsbeständigkeit nicht??? Warum sollte da ein Quadratrohr schlechtere Bedingungen voraussetzen?? - ist hier aber eh egal, kommt alles zum Verzinker und steht hinterher (hoffentlich) bewegungslos in der Scheune.

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    Gezogenes 4kt-Rohr hat meistens eh schon Radien, statt Ecken.
    Und der Tipp mit Ecken rund schleifen ist jawohl ein Witz, oder?
    Ist ja nicht so, dass es dadurch nicht total dünnwandig wird... :rolleyes:


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    Jepp, und einen r4 an eine 5mm Wandstärke zu schleifen halte ich auch für Aktionismus

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    was ist ein Hochrahmenbruecke auf ner Hebebuehne? wozu hilft das?

    I don't have horses - I have a Chevy


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    Ich vermute mal, daß damit einfach die zwei Säulen sich gegenseitig gegeneinander abstützen können und somit verhindert werden soll, daß bei Bealstaung die Säulen sich zur Bühnenmitte bzw eine nach vorn und die andere nach hinten wegbiegt. Banal wird nur ein riesiges "U" (weil ja das Fahrzeug noch reinpassen muss) auf dem Kopf stehend auf die beiden Säulen geschraubt.

    Das ist ein Rahmenelement, das oben auf die Spitzen der beiden Säülen einer hydraulischen 2-Säulenhbebühne geschraubt/geschweißt wird, und beide Säulen wie eine Brücke miteinander verbindet.
    Da der Fahrzeugquerschnitt aber beim Hochheben gegen diese "Brücke" stoßen würde, wird diese mittels einer senkrechetn Säulenverlängerung noch oben (hoch) versetzt.
    Diese Brücke dient einerseits der Stabilisierung der Hubsäulen und andererseits der Aufnahme der Lastausgleichssteuerseile und der Hydraulikleitungen.



    Ups, Michi war schneller ... ja, so kann m,an es auch nennen.
    Da lange Fahrzeuge auf der Hebebühne gerne mal um die Hochachse das Schwingen anfangen, kommt dem Rahmen auch die Aufnahme der dabei entstehenden Torsionsbewegungen der Säulen zu. .... Deshalb meine banale Frage

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    sowas hatte ich mir gedacht. was willst mit der Bühne heben. Trecker? die Säulen sind doch bestimmt eckig, oder?
    ich würde dann auch eckiges anschrauben. passt besser zur Optik :D
    ich bin so Ästhetik Mensch


    SORRY für die tipperei... ist aufm iPad getippt...komische Tastatur

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    Aha. Interessant.


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    Zitat von D300

    .komische Tastatur


    NSA abhöroptimiert ....

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    Zitat von The BMW

    Ich vermute mal, daß damit einfach die zwei Säulen sich gegenseitig gegeneinander abstützen können und somit verhindert werden soll, daß bei Bealstaung die Säulen sich zur Bühnenmitte bzw eine nach vorn und die andere nach hinten wegbiegt. Banal wird nur ein riesiges "U" (weil ja das Fahrzeug noch reinpassen muss) auf dem Kopf stehend auf die beiden Säulen geschraubt.


    Wenn das die Anwendung ist, dann vergiss meinen Einwand. Diese Torsion brauchst Du nicht zu rechnen. Da sind die Druckkräfte um ein Vielfaches höher. Das was Du mit Torsionskräfte meinst, muss ja nicht übertragen werden, sondern wird ja nur im Material innerhalb der Elastizitätsgrenze abgebaut. wenige Grad auf mehrere Meter, das kannst Du vernachlässigen.


    Wenn Du da was rechen willst, dann die Druckkraft und bei der Länge vor allem auch die Knickung. Das sind Deine kritischen Bereiche!

    ..... ich glaube nicht, daß Du verstanden hast was ich da bauen will ........... Druckkraft 8o ? .... keine Torsion? :rolleyes:
    Ich fürchte Du bist auf einer anderen Baustelle :hmm:

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