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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Auslenkung d. Temperatur zweier verklebter Materialien (ähnlich Bimetall)

Kinman
2011-09-26, 16:14:44
Hallo!

Ich habe mal wieder eine Frage an Mathematiker/Physiker.

Und zwar habe ich hier einen Materialverbund von Glas und Folie, die miteinander verklebt sind. Beide Materialien haben unterschiedliche (Temperatur)Ausdehnungskoeffizienten.
Aufgrund diverser Beobachtungen würde ich nun gerne berechnen, wir stark sich dieser Materialverbund durchbiegt, wenn's wärmer wird. Im Grunde verhält es sich hier wie ein Bimetall.

Wisst ihr, wie man so etwas löst? Ich habe mal eine laienhafte Annäherung gemacht, indem ich die unterschiedlichen Längen in in ein Dreieck übertragen und die Höhe davon berechnet habe. Das Ergebnis fällt so aus, dass ich es nun gerne genauer berechnen würde. In diesem Fall nicht zu beachten wäre, dass das Glas die Folie sicherlich auch ein klein wenig komprimiert.

Die Längenänderung sieht folgendermaßen aus:
auf 1500mm (Länge meines Verbunds) dehnt sich das Glas um 0,6 und die Folie um 9,936mm aus.
Das Glas ist 3,2mm stark die Folie 0,35mm.

Bei meiner Annäherung komme ich auf ca. 5-6cm max. Auslenkung.

Ich bin für jede Hilfe sehr dankbar.

mfg Kinman
Tyrann
2011-09-26, 17:29:33
bis du sicher daß die Folie genug Kraft aufbringt um das Glas zu verbiegen?
Crazy_Borg
2011-09-26, 17:46:17
Womit sind die verklebt und wie verhält sich die Klebekraft mit steigender Temperatur?
Kinman
2011-09-26, 19:03:31
@Tyrann: Ich vermute es stark. Wir haben die Folie geändert und seitdem gibt es diese Durchbiegung. Heute habe ich die Ausdehnungskoeffizienten gesehen und bemerkt, dass dieser bei der neuen Folie um den Faktor drei höher ist.

@Crazy_Borg: Mit Ethylenvinylacetat. Die Verklebung hält und widersteht über 60N/cm². Getestet mit einem Abzugstest.

mfg Kinman
Piffan
2011-09-27, 00:07:55
Scherkräfte sind schwierig mit den Abzugskräften vergleichbar. Bei Abzug wird senkrecht zur Oberfläche gezogen und hier zählt die reine Klebkraft. Bei Scherungen wie in diesem Falle kommt die Oberflächenbeschaffenheit ins Spiel.

Aber gut, bis zu einer gewissen Temperatur scheint es ja zu halten....

Wie man das berechnen soll ist mir ein totales Rätsel. Die Biegung ist beruht auf Kompression/Stauchung des Glases auf der Folienseite. Imho wird man da keine griffige Formel finden, da spielt beim Glas das E- Modul wie die Schichtstärke mit rein und bei der Folie ist die Frage, wie weit diese elastisch gedehnt wird....

Definitiv ein komplexer Fall würde ich sagen. :freak:
Kinman
2011-09-27, 08:18:22
Auch bezüglich von Scherkräften hält die Verklebung. Diese ist wirklich einwandfrei und mehr oder weniger in der Berechnung nicht zu beachten.

E-Modul Glas: ca. 75
E-Modul Folie: ca. 6

Die Daten stehen mir auch zur Verfügung, allerdings weiß ich damit wenig anzufangen. Aber so wie es aussieht hat meine Annäherung zumindest soviel Interesse geweckt, dass wir das Problem auch an ein entsprechendes Forschungsinstitut weiterleiten.

Trotzdem würde es mich interessieren, wie man so etwas genauer berechnen könnte. Also wenn noch jemand Ideen hat...

Danke,
mfg Kinman
twodoublethree
2011-09-27, 18:05:12
Das wird z.B. in Technischer Mechanik behandelt, ich habs aber nicht mehr im Kopf=)