Vergelijking glas / koolstof

[adrenalin]

Ik zit met een lastig vraagje;

Stel je hebt 4 lagen 200grams koolstof keper.

Hoe kun je dezelfde stijfheid behalen in glas?

Zijn hier berekeningen voor of is dit geheel niet mogelijk?

[xav]

Leonb heeft een aantal hele mooie tooltjes voor laminaat berekeningen. Ik gebruik ze zelf ook vaak om verschillende laminaten met elkaar te vergelijken.

Heb nu ff lopen puzzelen maar 4 lagen 200 koolstof is dus echt heeeeeel veel lagen glas. 8 x 280 gr komt wat betreft de stijfheid nog niet eens in de buurt.

[LeonB]

Dudes,

Er zijn een aantal aspecten waar je toch wel rekening mee moet houden op het moment dat je verschillende laminaten met elkaar gaat vergelijken. Als eerste de “Maximale rek bij breuk”, die is voor verschillende materialen anders.

Carbon heeft een maximale rek van ongeveer 1.5%;
Glasweefsel zit tussen de 2.2 en 2.5%;
Epoxyhars heeft een maxiale rek van 2%;

Ik heb eens zitten freubelen met het tooltje "LamiCens" van Prof. Dr. Ing. Herbert Funke en kom tot de volgende uitwerking: (Download:http://lmafsrv1.epfl.ch/Marco/Laminatberechnung_GxAMoR.xls

Wanneer ik een gesimuleerde trekkracht aanbreng van 217 N/mm ( kracht per "mm"  breedte) op 1x laag Carbon/Epoxy laminaat van 200 gr/m2 komt dit overeen met de maximale rek van 1.5%. Dus carbon is hier de zwakste schakel als ik meer trekkracht ga aanbrengen.

Om nu dezelfde stijfheid te krijgen bij een gelijke trekkracht van 217 N/mm op 5x lagen glasweefsel 160 gr/m2 kom ik uit op een rek van 1.4%

Maar als ik nu dezelfde trekkracht van 217 N/mm loslaat op 3 lagen glasweefsel 160 gr/m2 komt dit overeen met een rek van 2.33%. Dus Epoxy is hier de zwakste schakel. Bij 4 lagen glasweefsel 160 gr/m2 geeft dit een maximale rek van 1.75%

Conclusie (grinnik_kitesmiley):

4 lagen glasweefsel/epoxy-laminaat van 160 gr/m2 geeft dezelfde “Treksterkte” als 1 laag 200 gr/m2 Carbon met meer rek (dus flex!!)

5 lagen glasweefsel/epoxy-laminaat van 160 gr/m2 geeft dezelfde “Stijfheid” als 1 laag 200 gr/m2 Carbon

Snappie???? (hangloose_kitesmiley)

Mazzel,
Leon

[wouterb]

hihi, leon heb ze allemaal weer onder tafel.

[xav]

Hee leon, die rek percentages per weefsel of epoxy staan niet in de tool toch. Zou je die misschien hier eens kunnen posten.
Want ik neem aan dat bijna niemand die weet, en ze zijn dus wel nodig wanneer je het laminaat wil gaan vergelijken.

[LeonB]

Nee, die staan niet in de tool van de Prof, die haal je uit theorieboeken.

Een heel goed boek over "Vezelversterkte Kunstoffen" kan je vinden op:
http://www.vssd.nl/hlf/m010.htm. Echt rete-intressant....maar behoorlijk wiskundig en vet moeilijk!

Hier heb ik wat tabelletjes toegevoegd uit Hoofdstuk 1 van dat boek waar de rek-percentages in staan.
Die kan je gebruiken in de tool van de Prof.

Mzzl,
LB

[LeonB]

 :

[adrenalin]

Super Leon! Bedankt weer voor je oneindige kennis !!!!! 
 

[LeonB]

Oja nog een paar dingetjes.... Er is een verschil tussen "trekspanning" en "trekkracht".
(Lees in mijn bovenstaande verhaal trekkracht i.p.v trekspanning...oeps foutje  (sealedlips_kitesmiley))

De trekspanning is de kracht per oppervlakte (N/m2 of Pa) en trekkracht zijn gewoon het aantal "Newtons" waarmee je trekt. De trekkracht van weefsels wordt in het tooltje per breedte-eenheid gegeven in (N/mm).
De dwars-oppervlakte (doorsnede) kan je dan berekenen door de dikte van het weefsel te vermenigvuldigen met de breedte.

Relatieve rek (%)= ("absolute rek"/"lengte onbelast" )*100%, waarbij de absolute rek het echte lengteverschil is tussen de belaste en onbelaste situatie.

En als laatste de E-modulus. Deze materiaalconstante is wederom afhankelijk van het materiaalsoort.
Je kan ook mooi zien in het tooltje dat deze ook afhankelijk is van de weefrichting.
Bij Carbon is dit getal veeeeeel hoger dan bij glas. Het geeft de verhouding aan tussen de "Trekspanning" en "relatieve rek". Dat verklaart ook dat je met een dun laagje carbon evenveel trekkracht kan opvangen dan met een veel dikkere laag glas.

Dus:

"Trekspanning" = "E-modulus" * "Relatieve rek";

"Trekkracht" = "Trekspanning" * "doorsnede oppervlak";

Ziezio....ff een spoedcursusje "Sterkteleer voor Boardaholics"

[Fré]

Okee, dat kan ik volgen...

Hoe definieer je dan je flex juist, want die heb ik gemist in je eerste wiskundige kijk op de zaak.
En hoe verhoudt flex (en dus stijfheid) zich tot spring-back?

Moeten we ervan uitgaan dat we met de rek onder de 2% moeten blijven voor een maximale flex?

217N/mm, komt dat overeen met een sprong (val) van 1m hoog en 20kg/mm?
Hoe gaan we dan die KG/mm projecteren naar de oppervlakte of breedte van onze bouwseltjes?
Daar wordt't dan ingewikkeld want onze boards bestaan uit "druk"-zones bij sprongen & landingen...

[LeonB]

Fre,

Yep, je moet er met het gebruik van dit tooltje ervan uitgaan dat de rek onder de breukrek moet blijven i.v.m vezel of matrix(hars)-breuk. Je bent alleen in staat om laminaten met elkaar te vergelijken.

Stel, je wilt goedkoper bouwen omdat je de overstap wilt maken van carbon naar glas. Dit toolje geeft dan inzicht in de hoeveelheid lagen glas die je dan moet lamineren uitgaande van een veilig en beproefd carbonlaminaat van 1x skin!

Die 217 N/mm is de pure trekkracht die je aanbrengt in de skin om tot maximale breukrek te komen. Meer niet!!  Je kan dit alleen maar indicatief gebruiken.

Dynamische flex, drukzones, e.d. is meer het domein van heftige berekeningen die alleen met E.E.M. applicaties zoals “Solid/Cosmos Works” en ANSYS te kraken zijn. En dan nog is het een benadering!! :

[Fré]

OW... owkeeej.... Tnx.

Louter om vezels te vergelijken dus... Maar die heb ik al, dus moet eigenlijk enkel nog weten
hoeveel en hoe leggen. Heb 'm nog niet helemaaaal door, die tool, maar lijkt mij dat ik wel iets
aan die vezelrichting hebt... Kan je die stevigheid tov de lengterichting ook berekenen...
Toch? Dat zijn die grafiekjes toch?

Leon, ik herinner me vaag dat jij zo'n x-letje had gemaakt waar je die basissterktes & -krachten mee kon berekenen, met een pregedefinieerd laminaat...
Heb je die misschien nog en is ie toevallig nog beschikbaar voor privé-gebruik?

[LeonB]

Dat tooltje wat ik destijds gemaakt heb is t.g.v voortschrijdend inzicht verouderd...  (grinnik_kitesmiley)

Er is een veel betere versie gemaakt door "Eurocomposites", die je kan gebruiken om diverse Sandwich-laminaten door te rekenen op statische doorbuiging.

Dit tooltje is te downloaden op:http://www.eurocomposites.com/Ftp/last-gb2.xls (rechter muisknop, save as...)

Het leuke is dat je de gegevens uit "Lamicens" kan invoeren in dit tooltje om een indruk te krijgen.

Ik heb ff een kleine presentatie bijgevoegd hoe je aan de gang kunt gaan....

[LeonB]

 (grinnik_kitesmiley)

[LeonB]

 :

[LeonB]

 (kiss_kitesmiley)

[LeonB]

Succes!! (grinnik_kitesmiley)

[LeonB]

Ik heb hierboven nog ff een plaatje toegevoegd over het zoganaamde "Spanning-rek diagram"

[Fré]

Holy cow!
Duuude, Supa... maaahn, yeah maaahn, supa!   

Ge zijt een e... euh... rastaman. 

[Feutus]

haha die plaatjes doen me toch heel sterk denken aan een vak (stijfheid en sterkte) dat ik op die moment volg  (grinnik_kitesmiley)

[oz]

Hee Leon,

Ouwe epoxysnuiver!! kap is ff en ga weer is aan het werk!!
OZ.

[LeonB]

Sorry....ik kan het niet laten.