Stap 2: Modelvalidatie
Als deze aanpak het potentieel om te worden toegepast op elke vrije vorm heeft, worden de ontwerpbeperkingen alleen door de mechanische eigenschappen van het materiaal dat u in dienst zijn om te bouwen van het stuk bepaald. Tijdens het ontwerpproces is het belangrijk in gedachten te houden dat materialen breken kunnen als overspannen, dat is iets wat die wij zeker willen vermijden. Een goede vuistregel om te controleren of het buigen van de stukken groter is dan hun structurele capaciteit wordt gecondenseerd in de volgende formules:
M = E * ik * kappa, waar M het buigmoment in de strip, E is van het materiaal elasticiteitsmodulus, ik het tweede traagheidsmoment van de strip en kappa de kromming.
Als we het moment dat we gemakkelijk berekenen de stress door middel van de volgende relatie weten kunnen:
Sigma = M/W, waar de sigma is de maximale spanning in de bovenste of onderste vezels van de strip en W is bh ^2 /6 voor een rechthoekige sectie zoals in ons geval, waar b is de lengte en h de hoogte van de sectie.
Deze formules houden verband met de stress die voortvloeit uit de buigende actie kromtestraal. U moet ervoor zorgen dat de stress sigma in de gebieden met de strakste kromming niet hoger is dan de treksterkte van het materiaal. In mijn geval gebruikte ik een 3 mm (1/8") berken multiplex te kunnen om een zeer strakke straal van kromming, zoals triplex een zeer flexibel materiaal is en het grote vervormingen voor falende kan weerstaan. Uit het model is het duidelijk dat het gebied van hoogste kromming waar de overgang tussen positieve en negatieve kromming gebeurt, die correspondeert met een straal van kromming van 0,17 m. afbreken van de berekening:
E = 6800 N/mm ^ 2
Ik = (400 mm x (3 mm) ^ 3) / 12 = 900 mm ^ 4
Kappa = 5.56 1/m
M = 6800 N/mm ^ 2 * 900 mm ^ 4 * 0.00556 1/mm = 34000 N * mm
Nu kunnen we de stress van de buigende actie die zich voordoen in het kritische gebied berekenen:
Sigma = 34000 N * mm / 600 mm ^ 3 = 57 N/mm ^ 2
Gezien het feit dat de buigende kracht van 3mm triplex platen ongeveer 60 N/mm is ^ 2 (bron), we zijn onder de maximale benutting van het materiaal. Dat is een verademing! Onze oorspronkelijke ontwerp hebben gevalideerd, kunnen we nu overgaan tot de volgende stap.
