Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : was ist stabiler...
SKYNET
2004-10-20, 00:39:12
... rohr oder stange
was ist stabiler: eine stange(massiv) oder ein rohr(hohl) bei gleichem material und gleichen aussendurchmesser ~ 20mm, wandung des rohrs 3mm ?
nun meine lieben physik profs....
streite mich da grade in einem anderen board mit wem, ich bin der meinung das das rohr stabiler ist aufgrund seiner deutlich größeren oberfläche...
mapel110
2004-10-20, 00:46:59
Bin zwar nicht der Physikguru, aber ich bin mir ziemlich sicher, bei der Frage kommts nicht zuletzt auf das verwendete Material an. Kann man also generell nicht beantworten.
SKYNET
2004-10-20, 00:51:51
Bin zwar nicht der Physikguru, aber ich bin mir ziemlich sicher, bei der Frage kommts nicht zuletzt auf das verwendete Material an. Kann man also generell nicht beantworten.
4130 cr-mo
Drehrumbumm
2004-10-20, 00:58:02
Druck exakt von oben, keine Dellen o.Ä. im Rohr
-> Genau gleich Stabil!!
Bei allem anderen (Delle, Seitlicher Druck, ..) die Stange.
SKYNET
2004-10-20, 01:06:01
beides natürlich einwandfrei.
einmal an einem ande befestigt und am anderen belastet mir gewicht(jeweils einmal schwingend und dauerhaft).
dann noch einmal an beiden enden befestigt und mittig belastet(ohne kerbwirkung)
Drehrumbumm
2004-10-20, 01:09:24
1.1 bin ich mir jetzt nicht sicher
1.2 Gleichstark
2. (was meinst du mit "ohne kerbwirkung"?, die gibt es doch dabei immer..oder ist die belastung auf voller länge? :|)
Stange stabiler als Rohr
SKYNET
2004-10-20, 01:15:58
1.1 bin ich mir jetzt nicht sicher
1.2 Gleichstark
2. (was meinst du mit "ohne kerbwirkung"?, die gibt es doch dabei immer..oder ist die belastung auf voller länge? :|)
Stange stabiler als Rohr
nein, aber wenn das rohr / stange 100% plan ist und in eine 100% plane passform geschoben wird ist danix mit kerbwirkung.
Drehrumbumm
2004-10-20, 01:25:04
Wie wirkt die Belastung denn nun?
An der langen Seite oder auf ein Endstück?
http://www.fe-ki.de/rohr.jpg
Edit:
Schätze mal, du meinst wie auf Abb 1 nur mit der Passform (="Kraftverteiler")
drum herum..
Dabei wird das Rohr dann trotzdem einknicken oder reißen..
-die Stange biegt sich durch oder reißt ebenfalls.
SKYNET
2004-10-20, 01:33:07
Wie wirkt die Belastung denn nun?
An der langen Seite oder auf ein Endstück?
http://www.fe-ki.de/rohr.jpg
Edit:
Schätze mal, du meinst wie auf Abb 1 nur mit der Passform (="Kraftverteiler")
drum herum..
Dabei wird das Rohr dann trotzdem einknicken oder reißen..
-die Stange biegt sich durch oder reißt ebenfalls.
ja, reißt das rohr eher als die stange biegt ?
wahrscheinlich dürfte die stange eher biegen als das rorh reißt nehme ich mal an !?
Drehrumbumm
2004-10-20, 01:39:18
So genau weiß ich das jetzt auch nicht, aber imo kommt es dabei dann auch auf die Wandstärke und die Materialeigenschaften an..
Aus dem Bauch raus würde ich es aber so aufreihen:
1. Rohr biegt dellt ein, Stange biegt sich durch (anfangs nur minimal, aber warschl ziemlich gleichzeitig)
2. Stange biegt sich weiter, Rohr gibt irgendwann plötzlich nach (negativ Parabelförmige Eindellungskurve im Diagramm)
3. Rohr reißt vor Stange
-Ohne Gewähr, bin auch nur Schüler und keine Ph-Prof ;)
ps:
Wenn du sagst um welche Stange (vom Farhrrad nehm ich mal an ;)) es sich handelt, kann man vielleicht ewas genaueres dazu sagen..
SKYNET
2004-10-20, 01:41:45
fein, danke fürs erste, brauche ich nurnochmal wem hier der das 100% genau weiß.
betasilie
2004-10-20, 02:14:38
Die Stange ist in alle Fällen stabiler, wenn das Eigengewicht nicht aus statischer Sicht zum tragen kommt.
Plage
2004-10-20, 07:24:35
Die Stange ist in alle Fällen stabiler, wenn das Eigengewicht nicht aus statischer Sicht zum tragen kommt.
schonnmal versucht eine massive stange zu biegen und danach ein rohr?
ich denke mal als versuch kann man nen strohhalm und irgendein plastikstab (möglichst gleicher durchmesser) gelten lassen...
meinen erfahrungen nach benötigt man für den stab mehr kraft als für den strohhalm
wenn das rohr einmal z.b. in der mitte einkickt, also der durchmesser sich dort verengt und der untere teil den oberen teil berührt, verbiegt sich das rohr viel leichter.
bin natürlich auch nur schüler der seine gedanken hier mal niederschreibt, kann also auch falsch sein :biggrin:
(del)
2004-10-20, 09:56:26
Quelle fehlt mir, aber vor einigen Jahren ging es in einer der zahlreichen Wissenschaftssendungen um eben dieses Thema.
Und dort war das Rohr eindeutig stabiler, als eine massive Stange.
SKYNET
2004-10-20, 09:59:28
Quelle fehlt mir, aber vor einigen Jahren ging es in einer der zahlreichen Wissenschaftssendungen um eben dieses Thema.
Und dort war das Rohr eindeutig stabiler, als eine massive Stange.
denke ich nämlich auch, das rohr reißt meiner meinung nach nämlich wesentlich später als sich die stange biegt.
Ja, ein Rohr ist wesentlich stabiler!
Deswegen sind ja auch alle Gräser etc. in der Natur wie ein Rohr aufgebaut, also innen hohl
Kladderadatsch
2004-10-20, 10:10:24
Quelle fehlt mir, aber vor einigen Jahren ging es in einer der zahlreichen Wissenschaftssendungen um eben dieses Thema.
Und dort war das Rohr eindeutig stabiler, als eine massive Stange.
endlich schreibts jemand. natürlich sind rohre wesentlich stabiler...
seahawk
2004-10-20, 10:27:11
Bei Last in Langsrichtung, also Zug ist die Stange bei gleichem Material und Durchmesser wesentlich stablier, weil die Last pro Flächeneinheit geringer ist. Man nutzt bei Stahlbeton ja auch Stangen und nicht Rohre.
Das gleiche gilt für die Last in Querrichtung.
Allerdings gilt das nur bei den heir gegebenen Rahmenbedingungen. Vergleicht man hingegen eine Rohr und eine Stange mit der gleichen Materialmenge, dann ist das Rohr im Vorteil.
betasilie
2004-10-20, 11:04:12
Bei Last in Langsrichtung, also Zug ist die Stange bei gleichem Material und Durchmesser wesentlich stablier, weil die Last pro Flächeneinheit geringer ist. Man nutzt bei Stahlbeton ja auch Stangen und nicht Rohre.
Das gleiche gilt für die Last in Querrichtung.
Allerdings gilt das nur bei den heir gegebenen Rahmenbedingungen. Vergleicht man hingegen eine Rohr und eine Stange mit der gleichen Materialmenge, dann ist das Rohr im Vorteil.
Genau so sieht es aus. :up:
Die Stange ist stabiler, aber hat einfach das schlechtere Festigkeits/Gewichtverhältniss, was sich bei größeren Dimensionen durch das Eigengewicht negativ auf die Statik auswirkt.
Ich würde ein Beispiel nehmen, wie schon angeführt.
Masten, Bäume etc. bei Schiffen sind nicht massiv - abgeguckt aus der Natur -> Schilf.
eventuell kann das als Beleg gelten, physikalisch möchteih mich im Moment niht festlegen, da ich deinen Fall nicht studiert habe...
Black-Scorpion
2004-10-20, 15:29:07
Man nutzt bei Stahlbeton ja auch Stangen und nicht Rohre.
Was meinst du genau?
Es wird Bewehrungseisen verwendet.
Das kannst du nicht mit normalen Rundeisen vergleichen.
Bewehrungseisen ist nicht glatt sondern geriffelt.
Rundeisen werden nur zur Verbindung und zum einhalten des Abstandes eingesetzt.
Bei loser Bewehrung mit Draht gerödelt oder geschweißt und bei Matten fast immer geschweißt.
So sieht Bewehrungseisen aus.
http://www.bsw-kehl.de/media/bild_betonstahl.jpg
PS. Das ist mein Revier, habe in einem Betonwerk gearbeitet. ;)
betasilie
2004-10-20, 15:37:39
Ich würde ein Beispiel nehmen, wie schon angeführt.
Masten, Bäume etc. bei Schiffen sind nicht massiv - abgeguckt aus der Natur -> Schilf.
eventuell kann das als Beleg gelten, physikalisch möchteih mich im Moment niht festlegen, da ich deinen Fall nicht studiert habe...
Natürlich ist eine hohle Form effizienter, weil das Verhältniss Gewicht/Steifigkeit besser ist.
Die Frage ist aber nicht was eine besseres Verhältniss hat, sondern was stabiler ist, ohne auf die Eigenstatik des Objekts einzugehen. Natürlich ist ein grashalm nicht umsonst hohl, weil diese Form einfach bei sehr geringem Eigengewicht extrem viel Querlast verträgt.
seahawk
2004-10-20, 17:18:13
Was meinst du genau?
Es wird Bewehrungseisen verwendet.
Das kannst du nicht mit normalen Rundeisen vergleichen.
Bewehrungseisen ist nicht glatt sondern geriffelt.
Rundeisen werden nur zur Verbindung und zum einhalten des Abstandes eingesetzt.
Bei loser Bewehrung mit Draht gerödelt oder geschweißt und bei Matten fast immer geschweißt.
So sieht Bewehrungseisen aus.
http://www.bsw-kehl.de/media/bild_betonstahl.jpg
PS. Das ist mein Revier, habe in einem Betonwerk gearbeitet. ;)
Ich weiss, ist aber trotzdem ein geschlossener Querschnitt. Die Rillen dienen eher zur herstellung einer dauerhaften Verbindung zum Beton.
was ist stabiler: eine stange (massiv) oder ein rohr (hohl) bei gleichem material und gleichen aussendurchmesser ~ 20mm, wandung des rohrs 3mm ?
Die Stange, ist aber auch ein ungleicher Vergleich - weil die Stange eine höhere Masse hat.
Bei gleicher Masse wäre das Rohr dann stabiler.
[ohne Gewähr] ;)
BadFred
2004-10-20, 18:15:54
Die Stange, ist aber auch ein ungleicher Vergleich - weil die Stange eine höhere Masse hat.
Bei gleicher Masse wäre das Rohr dann stabiler.
[ohne Gewähr] ;)
Stimmt nicht, generell sind hohle Rohre als stabiler anzusehen (von bestimmten Grenzfällen abgesehen), derlei Sachen habe ich im Studium (Maschinenbau). :)
betasilie
2004-10-20, 18:29:20
Die Stange, ist aber auch ein ungleicher Vergleich - weil die Stange eine höhere Masse hat.
Bei gleicher Masse wäre das Rohr dann stabiler.
[ohne Gewähr] ;)
Ja, aber nur weil das Rohr bei gleicher Masse und gleicher Länge einen wesentlich höheren Duzrchmesser hat. Und auch das gilt dann nur bis zu einer gewissen Wandstärke.
BadFred
2004-10-20, 18:32:25
Ja, aber nur weil das Rohr bei gleicher Masse und gleicher Länge einen wesentlich höheren Duzrchmesser hat. Und auch das gilt dann nur bis zu einer gewissen Wandstärke.
Du unterliegst einem (recht gängigen) Irrglauben. ;) Mit der Frage wurden wir im ersten Semester auch hereingelegt...
betasilie
2004-10-20, 18:33:51
Du unterliegst einem (recht gängigen) Irrglauben. ;) Mit der Frage wurden wir im ersten Semester auch hereingelegt...
Was aber doch an der Eigenstatik liegt.
Hansmaulwurf
2004-10-20, 18:44:16
5t4ng3 pwnZ r0hr
Theoretisch: stange < rohr
Praktisch: stange > rohr
kommt immer die form, material und dem fertigungsverfahren an... aber wenn es sich um die selbe form, material und dem fertigungsverfahren handelt, das eine hat ein hohl profil und das andere nicht, hat der zylinder ohne einen hohl profil (stange) die höhere kerbschlagfestigkeit und die höhere zugfestigkeit.
der zylinder mit einem hohl profil (rohr) würde aufgrund der geringeren kerbschlagfestigkeit und zugfestigkeit schneller brechen/reißen.
beispiele gibt es genug:
ein rohr lässt wesentlich schneller biegen/brechen als ein gleichwertiges vollmaterial. genauso läßt sich ein rohr wesentlich schneller zerreißen bzw. auseinander reißen als ein gleichwertiges vollmaterial.
ein gedrehtes vollmaterial bzw. bestehenden aus mehren ineinander verdrehten stangen bzw. seilen (stahlseil) ist noch mehr belastbar. darum wird dies auch bei zugbahnen bzw. seilbahnen angewandt und kein rohr bzw. normales vollmaterial usw...
der o.g. aussage trifft aber nur zu, wenn es sich um objekte (stange/rohr) handelt, die gleichwertig sind (material, fertigungsverfahren usw.)
bei anderen formen bzw. objekten schaut es schon wieder ganz anderes aus...
-Slicer-
2004-10-20, 20:31:02
Ist doch alles ganz einfach
Biegung (ohne Eigengewicht):
Wird über Widerstandsmoment berechnet Spannung=Biegemoment/Widerstandsmoment
Vollquerschnitt: W=pi*d³/32
d=20mm => W=785,4 mm^3
Rohr:W=pi/4*(R^4-r^4)/R
R=10mm r=7mm => W=596,8 mm^3
D.h. das Vollmaterial hält beinahe 1/3 mehr aus
Zug Druck (ohne Eigengewicht):
Hier wird die Spannung über die Fläche berechnet
Vollquerschnitt: A=d²*pi/4
d=20mm => A=314,2 mm²
Rohr: A=D²*pi/4 - d²*pi/4
D=20mm, d=14mm => A=160 mm²
D.h. das Vollmaterial hält doppeltsoviel aus
SKYNET
2004-10-20, 23:10:53
danke mädels :)
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