Raketenmodellbau.org Portal > Forum > Raketen Technik > Werkstoffe, Werkzeug und Handhabung > Herstellung von Gfk-Rohren
Du kannst keine neue Antwort schreiben
Seiten (5): [1] 2 3 4 5 »

Autor Thema 
Jörg Kadau

Anzündhilfe

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Feucht

Verein: Ramog

Beiträge: 43

Status: Offline

Beitrag 1471 [Alter Beitrag13. Oktober 2000 um 20:32]

[Melden] Profil von Jörg Kadau anzeigen    Jörg Kadau eine private Nachricht schicken   Jörg Kadau besitzt keine Homepage    Mehr Beiträge von Jörg Kadau finden

Servus
wer hat Erfahrungen in der Herstellung von GFK-Rohren?
Wie hat man vorzugehen?
joerg kadau
Achim

Moderator


Moderator

Achim

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Deutschland 91088 Bubenreuth

Verein: Solaris & RMV

Beiträge: 3029

Status: Offline

Beitrag 1472 [Alter Beitrag16. Oktober 2000 um 23:05]

[Melden] Profil von Achim anzeigen    Achim eine private Nachricht schicken   Besuche Achim's Homepage    Mehr Beiträge von Achim finden

GFK-Rohre lassen sich grundsätzlich auf 2 versch. Methoden herstellen.
1. Die Herstellung nach einer 2-teiligen Negativform
2. nach der Wickelmethode um einen passenden Kern.
beide Methoden haben ihre spezifischen Vor-u. Nachteile. Ein Rohr, das nach einer Negativform gewonnen wurde, hat eine nahezu perfekte Oberfläche auf der Aussenseite. Bei der Wickelmethode muss die Oberfläche noch nachgearbeitet werden. Die Herstellung der Form ist relativ aufwändig und teuer, die Wickelmethode recht billig.
Ich werde beide Vorgehensweisen mit entspr. Bildern in den nächsten Tagen hier vorstellen. Ein GFK-Rohr von einem Meter Länge und einem Durchmesser von 100mm wiegt bei einer Wandstärke von ca.0,6 mm unter 300 Gramm.
Achim

Der größte Feind des Erfolges ist die Perfektion
Neil

99.9% harmless nerd


Administrator

Neil

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Delft

Verein: SOLARIS

Beiträge: 7776

Status: Offline

Beitrag 1473 [Alter Beitrag17. Oktober 2000 um 07:48]

[Melden] Profil von Neil anzeigen    Neil eine private Nachricht schicken   Neil besitzt keine Homepage    Mehr Beiträge von Neil finden

Hallo,
ist die 0,6mm Wandstärke so berechnet worden, oder einfach mal so gemacht? Ich kann mir nähmlich vorstellen, das bei einem entsprechenden Durchmesser der Röhre die Wandstärke viel dünner ausfallen kann. Man müßte das ganze mal durchrechnen.
Bis dann.

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Achim

Moderator


Moderator

Achim

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Deutschland 91088 Bubenreuth

Verein: Solaris & RMV

Beiträge: 3029

Status: Offline

Beitrag 1474 [Alter Beitrag18. Oktober 2000 um 00:22]

[Melden] Profil von Achim anzeigen    Achim eine private Nachricht schicken   Besuche Achim's Homepage    Mehr Beiträge von Achim finden

Hallo Neil,
ist ein reiner Erfahrungswert. Bei kleineren Durchmessern kann man die Wandstärke natürlich reduzieren. Ist ja auch eine Frage der motorisierung und des sonstigen konstruktiven Aufbaus (Verstärkungen, Spanten). Für 100mm Durchmesser halte ich 0,6 mm Wandstärke aber schon für die untere Grenze.
Achim

Der größte Feind des Erfolges ist die Perfektion
Neil

99.9% harmless nerd


Administrator

Neil

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Delft

Verein: SOLARIS

Beiträge: 7776

Status: Offline

Beitrag 1475 [Alter Beitrag18. Oktober 2000 um 08:10]

[Melden] Profil von Neil anzeigen    Neil eine private Nachricht schicken   Neil besitzt keine Homepage    Mehr Beiträge von Neil finden

Hi Achim,
ich meinte das eigentlich umgekehrt. Bei steigendem Durchmesser kann man die Wandstärke veringern. Das Beste Beispiel hierfür sind die Alu Rahmen für Fahrräder. Diese haben einen viel größeren Durchmesser als Stahlrahmen.
Ich würde die Röhre der Rakete auf Knickung auslegen. Da die Rakete nicht gelagert wird, hat sie oben und unten ein Loslager. Da gilt dann folgende Gleichung (nach Euler):
Fzulässig = (pi^2*E*I)/(l^2*v)
Fzulässig = Kraft die parallel zur Röhre wirkt
pi = 3,1416
E = Elastizitätsmodul
l = Freie Knicklänge
v = sicherheitsbeiwert
I = Flächenmoment 2Grades
I ist für eine Röhre =pi*(D^4-d^4)/64
D = äußerer Durchmesser
d = innerer Durchmesser
Ein Beispiel
D=100 mm
d=98,8 mm
E=86 kN/mm^2 (Glasfaser)
l=1000mm
v=2 Doppelte Sicherheit
Geht man von einem Faseranteil von ca. 50% aus, wobei 50% der Faser längs orientiert sind, so bleibt dann ein innerer Durchmesser Von ca. 99,7mm
Dann ist I = 58.610,5mm^4
Fzulässig=pi^2*86*58.610,5/1000^2*2=24,8kN
Der Stab kann also eine Belastung von 24,8kN aushalten. Man kann den also als Stuhlbein für einen 2,5t schweren Elefanten benutzen.
Nimmt man anstatt Glasfaser Carbon mit einem E-Modul von 500kN/mm^2 dann steigt das auf 144,2kN.
Hier ließe sich doch evtl. etwas Gewicht sparen. Der Faseranteil von 50% in der Matrix ist dabei sehr realistisch. Höhere Werte sind kaum zu erreichen. Sind sogar eher von Nachteil, da dann nicht mehr genug Harz zwischen den Fasern liegt, um diese zu benetzen. Theoretisch wären 78,5% Fasern möglich.
Bis dann.


Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Achim

Moderator


Moderator

Achim

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Deutschland 91088 Bubenreuth

Verein: Solaris & RMV

Beiträge: 3029

Status: Offline

Beitrag 1476 [Alter Beitrag18. Oktober 2000 um 23:52]

[Melden] Profil von Achim anzeigen    Achim eine private Nachricht schicken   Besuche Achim's Homepage    Mehr Beiträge von Achim finden

Hallo Neil,
bist du sicher, dass diese Rechnung stimmt?
Das wäre ja eine Wandstärke von 0,15 mm.
da musst die Rakete aber mit Samthandschuhen anfassen und die Auflagefläche für die Spitze wäre minimal. 50 % Faseranteil ist grade noch so zu erreichen beim handlaminieren. Hängt natürlich auch vom verwendeten Gewebe ab.
Aber rein von der Stabilität her, würde das bei entsprechender Formstabilisierung durch Spanten, ect. vielleicht ausreichen. Ich mag es, ehrlich gesagt, lieber etwas stabiler.
Grüsse
Achim

Der größte Feind des Erfolges ist die Perfektion
Neil

99.9% harmless nerd


Administrator

Neil

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Delft

Verein: SOLARIS

Beiträge: 7776

Status: Offline

Beitrag 1477 [Alter Beitrag19. Oktober 2000 um 07:47]

[Melden] Profil von Neil anzeigen    Neil eine private Nachricht schicken   Neil besitzt keine Homepage    Mehr Beiträge von Neil finden

Hi,
die 0,15mm Wandstärke ist der Anteil von der Faser der in die Rechnung eingeht. Wenn man Gewebe nimmt mit 50% Schuß- und 50% Kettfäden so wächst die Dicke schon auf 0,3mm. Dann kommen ja noch die 50% Harz dazu und man hat die von dir genommenen 0,6mm.
Was ich mit der Rechnung zeigen wollte, ist, das die verwendeten Wandstärken für die Statik überdimensioniert sind. Was das Händling angeht hast du natürlich recht. Parallel zur Röhre hält diese viel aus. Wenn man aber von der Seite drückt, hat man die Beule. Hier kann man dann ja ein Sandwich bauen.
Die Massen der Raketen hat mich sowieso immer gewundert. Modelle die ca. 1m lang sind wiegen da schon 2-3kg. Ich habe mal eine etwa gleichgroße Rakete gebaut, die nur 120g wog. Das Rohr war aus zwei lagen Papierpackband (das was klebt wenn man es naß macht). Den Start hat die Rakete überstanden, nur beim anfassen hat diese sich sofort eingedrückt.
Bis dann.

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Achim

Moderator


Moderator

Achim

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Deutschland 91088 Bubenreuth

Verein: Solaris & RMV

Beiträge: 3029

Status: Offline

Beitrag 1478 [Alter Beitrag19. Oktober 2000 um 23:35]

[Melden] Profil von Achim anzeigen    Achim eine private Nachricht schicken   Besuche Achim's Homepage    Mehr Beiträge von Achim finden

Hi Neil,
Hm.. so ein Studium der Werkstoffwissenschaften scheint doch was für sich zu haben.
Gehe ich recht in der Annahme, dass die Stabilitätsberechnung von optimaler Rohrgeometrie ausgeht?
Mich wundert nämlich, dass Jürg die Quantum tubes für nicht ausreichend stabil erachtet.
Die bestehen aus irgendeinem Polymer, frag mich nicht was, haben aber immerhin eine Wandstärke von 1,5 mm. Daher war ich beim Bau der "Moonshine" vorsichtig und habe 0,8mm Wandstärke gewählt. Das Ding ist jetzt allerdings auch bombenstabil, zumindest im unteren Bereich. Im Bereich der Spitze könnte die Steifigkeit durchaus besser sein, aber da fehlt eben auch die Stabilisierung durch die Spanten. Man muss natürlich bei der Stabilitätsberechnung auch noch den Druck berücksichtigen, der von der Ausstoßladung herrührt. Bei einem Druckkolbensystem und einer Spitze mit fast 400 Gramm Gewicht dürfte der durch die Massenträgheit von Kolben und Spitze recht hoch liegen. Andererseits ist das GFK-Laminat auf Zugkräfte ja sehr belastbar, jedenfalls viel belastbarer als Phenolic oder ein nicht faserverstärktes Polymer.
Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die Gewichtseinsparung ab einem gewissen Punkt nicht mehr allzuviel bringt.
Allein das recovery system wiegt ja schon runde 500 Gramm und da lässt sich, ohne Abstriche an der Sicherheit machen zu müssen, einfach nichts mehr einsparen. Wenn ich meine Steuerrückzahlung bekommen habe, werde ich mal ein Rohr aus CFK anfertigen. Das dürfte bei gleicher Stabilität rund 30% Gewichtseinsparung bringen. Die Sandwichbauweise hab ich mir auch schon mal überlegt. Das würde die Steifigkeit des Rohres erheblich verbessern. Nur sehe ich da gewisse Schwierigkeiten bei der Herstellung.
Müsste man wirklich mal ausprobieren.
Grüsse,
Achim

Der größte Feind des Erfolges ist die Perfektion
Neil

99.9% harmless nerd


Administrator

Neil

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Delft

Verein: SOLARIS

Beiträge: 7776

Status: Offline

Beitrag 1479 [Alter Beitrag20. Oktober 2000 um 08:40]

[Melden] Profil von Neil anzeigen    Neil eine private Nachricht schicken   Neil besitzt keine Homepage    Mehr Beiträge von Neil finden

Hi,
wenn du wirklich viel Geld bei deiner rückzahlung bekommst, kannst du ja Wabenmatte für das Sandwich nehmen. Die gibt es von 3M.
Machst du das CFK Rohr dann von einer Positiv Form oder aus einer negativ Form. Man könnte bei der Positiv Form einen Schlauch nehmen, und nachher nicht lackieren. Sieht dann einsame Spitze aus.
Bei der Sandwichbauweise würde ich 0,8mm Balsa nehmen als Füllung. Aber dann mit Waage einkaufen gehen.
Zu der Ausstoßladung.
Die zupspannung in der Röhre kann man wie folgt berechnen:
Zugspannungtangenzial = Innendruck * Innendurchmesser / 2 * Wanddicke
Zugspannungparallel = Innendruck * Innerequerschnittsfläche / QuerschnittsflächeWand
Bei der Berechnung der Querschnittsfläche der Wand, umbedingt nur den Faseranteil nehmen, der in diesem Falle auf Zug beansprucht wird. Das Harz kann man weg lassen. Evtl. kommt man sogar auf unterschiedliche Wanddicken für die Längs- und Querbeanspruchung. Hier kann man dann optimieren, Indem man unidirektionales Gelege nimmt. Ist nur scheiße zu verarbeiten .
Wie kommt man man auf den Innendruck?
In einem buch meine ich mal gelesen zu haben, das 1kg Schwarzpulver ca. 600l Gas produziert. Müßte man mal messen oder ausrechen. Wäre was für einen Chemiker .
Innendruck = Innenvolumen * MassePulver * 6*10^6 mm^3/kg
Achtung bei den Einheiten. Ich würde alles in kg N und mm rechnen.
Geht man von einem geschlossenen Rohr aus, so wird es auch nicht bei einem trägen Bergungssystem platzen.
Studiert habe ich das nur wegen meinem Hobby . Man kann da echt viel raus lernen.
Bis dann.

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Achim

Moderator


Moderator

Achim

Registriert seit: Aug 2000

Wohnort: Deutschland 91088 Bubenreuth

Verein: Solaris & RMV

Beiträge: 3029

Status: Offline

Beitrag 1480 [Alter Beitrag20. Oktober 2000 um 20:30]

[Melden] Profil von Achim anzeigen    Achim eine private Nachricht schicken   Besuche Achim's Homepage    Mehr Beiträge von Achim finden

Hi Neil,
die Wabenmatten haben den grossen Nachteil, dass sich die Struktur auf der Laminatseite abzeichnet. Aber gut, dass liesse sich ausspachteln.
Rohre habe ich sowohl nach Negativformen als auch nach der Wickelmethode gefertigt. Die Herstellung der Negativform ist halt schweineteuer, zumindest bei einem Rohr von 1Meter Länge. Hinzu kommt das Problem der Herstellung des Kerns. Für das Mass 102 mm gibt es keinerlei Rohmaterial, auf das man zurückgreifen könnte. Bleibt also nur Drehbank und ein Nylon- ( 250DM pro Meter)oder ein Plexi-Rohling (1000 DM!! pro Meter). Alternativ könnte man ein Quantum-tube nehmen, aber die sind im Durchmesser eine kleines bisschen zu groß für die PML und LOC - Spitzen. Ausserdem ist für ein Druckkolbensystem die glatte Innenfläche des gewickelten Rohrs günstiger.
Wie geht denn das mit den CFK Schläuchen? Die müsste man dann doch irgendwie auf den Kern aufschrumpfen, damit sie sauber anliegen, oder lässt sie die Faser irgendwie "zusammenschieben" ? Hast du einen Link für einen Anbieter dieser Schläuche?
Grüsse,
Achim

Der größte Feind des Erfolges ist die Perfektion
Seiten (5): [1] 2 3 4 5 »
[Zurück zum Anfang]
Du kannst keine neue Antwort schreiben