Nötigste für Statik

[Ekofun]

Hallo zusammen,

Vom Statik ist hier wenig zu sehen obwohl ist sie wichtig für Windräder.So habe einige Daten und Formeln aus Buch(Deutsche) herausgenommen und Bilder gemacht.Bilder folgen,hoffe das die lesbar sind.

Verschiedene Belastungs Arten

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Daten die nötig sind um Wiederstandsmomente,und anderes zu rechnen

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DSCI0122.JPG (304.68 KiB) 21674-mal betrachtet

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Tragkraft von Seilen bis Bruch

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DSCI0126.JPG (333.02 KiB) 21674-mal betrachtet

Sollte was unbedeutend sein kann man löschen,es gibt noch viel mehr,das ist aber nötigste nach meiner Meinung.Hoffe das es Einem hilft..

Grüße

Ekofun

[Ekofun]

Hallo zusammen,

habe ein Beispiel gemacht,so mache auch für meine Anlagen rechnen.Bis jetzt haben die alle Sturme überstanden.

DSCI0128.JPG (289.14 KiB) 21652-mal betrachtet

Für Ausen D muss ich mehrmals rechnen um mich antasten auf obere J,warscheinlich geht das besser aber ich bin miserable Mathematiker.Glaube das es Fähler nicht gibt.

Grüße

Ekofun

[MaRiJonas]

Hallo Ekofun,

so auf´s Erste scheint mir Deine Berechnung ganz richtig zu sein.

Aber Deine 3mm Durchbiegung sind natürlich recht willkürlich gewählt und liegen vermutlich zum Glück unterhalb der zulässigen Durchbiegung.
Üblicherweise berechnet man mit der zulässigen Biegespannung für den entsprechenden Werkstoff und vergleicht das Ergebnis mit der tatsächlichen Belastung, die man mit den entsprechenden Sicherheitsfaktoren multipliziert. Wobei zu beachten ist, dass bei einer Windkraftanlage ein wechselnder, schwingender Belastungsfall anzunehmen ist.

Des Weiteren müsstest Du die Lagerung am Boden genauer definieren, ob der Mast einbetoniert ist oder über eine bewegliche Lagerung verfügt (z.B. nur auf dem Boden steht oder an den Flanken frei in einer Hülse steht).

Gruß

Richard

[Ekofun]

Hallo MaRiJonas,

es freut mich sehr das Sie sich gemeldet haben vom so viele Mitglieder,nur so durch Komentare können wir auf Richtige Ergebnisse kommen.Zur zeit mache ich das so wie im Beispiel,richtige erlaubte Durchbiegung steht nicht(oder habe es übersehen) in Buch,aber halte mich auf diese Satz:

"Bei Trägern die l größer als 7m(Freitragend) wird Nachweis gefordert das f(Durchbiegung) 0,002 * l ist."

Dann ist bei 1,3m l(1300mm) Durchbiegung f = 1300mm * 0,002 = 2,6 mm,habe auf 3mm aufgerundet.Mögliche Weise ist das übertriben weil Träger nicht 7 m überschreitet aber habe so Gefühl das es gut ist.Die zulässige Biegebelastung,wechselnde, in Buch mit III bezeichnet,ist für St37 50 bis 75 N/mm^2 angegeben,ich nehme 70 N/mm^2.Vom erste Bild nimmt man den entsprähende Belastungsfall und rechnet dann Profilstärke.

Statik ist nach meine Meinung auch wichtig bei Windräderbau,so habe diese Theard eröffnet.

Bei gerechnete Beispiel im Bild habe mich auf D von Rohr angetastet durch mehrere Rechnungen und das ist lästig.Glaube das ich richtige Formel herausgefunden habe.

J für Rohren: J = D^4 -d^4 /20 ; dann: D^4 - d^4 = J * 20 ; dann: D^4 = J * 20 + d^4; d nimmt man aus Buch , z.B. wie in Rechnug d =50mm.
Da war J = 611440,2 mm^4 dann kann man sofort D ausrechnen,wenn man Wert aus 611440,2 * 20 +d^4 soll man dan Virtewurzel zichen um D zu bekommen.

Virtewurzel geht so: Beispiel,Virtewurzel aus 44667 ist 44667^(1/4).So kann man auch jede belibige Wurzel zichen.

Grüße

Ekofun

[Ekofun]

Hallo zusammen,

Dise Schaden bei Ropatek hat mir gezeigt das auch Centrifugalkraft eine wichtige Rolle bei Windradbau hat.So habe in Internet bei Wikipedia Formel gefunden für ausrechnen deise Kraft,und war überascht was da zusammen kommt.

DSCI0171.JPG (336.19 KiB) 21468-mal betrachtet

So zum Beispiel das Windrad vom Sebastian: D = 3m. R = 1,5m. TSR ist laut Berichten ca 3. Bei 20m/s hat er 382,2 U/min.Flügel hat Gewicht von 98 N. Dann ist Centrifugalkraft:

Fc = m * R * Omega^2
m = Körpergewicht
R = halbe Durchmesser
Omega = Kreisfrequenz = 2 * pi * n / 60
-------------------------------------------------
Dann ist 98 N * 1,5m * (6,28 * 382 /60)^2 = 147 * 39,98^2 = 147 * 1598,4 = 234965 N.
Zugfestigkeit(Rm) für St 37 ist 240 N/mm^2 , für W nimmt man laut Buch 153 N/mm^2 bei Zug.
Bei 240 N/mm^2 soll Arm 979 mm^2 haben und bei zulässige Wert von 153 N/mm^2 soll Arm 1536 mm^2 haben.

Für Allu habe keine Daten über Rm und zulässige Wert in N/mm^2. Es geht nur um Kraft die Rotor zerstören will.

Wäre dankbar für Komentare oder Meldungen über Fehler die in Rechnung mögliche Weise sind.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Verstehe ich das richtig das aus den 10kg eines Flügels laut deiner Rechnung 23,5 Tonnen werden sollen ?

Grüße

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

es ist kaum zu glauben,habe 3 mal gerechnet aber kommt immer gleiche Ergebnis.Habe versucht auch mit aleinige Drehzahlen(382 U/min) kommt noch viel mehr heraus.Laut Formel ist es so oder ist Druckfehler in Wikipedia,leider habe nicht andere Formel.

Es ist wirklich kaum zu glauben,und solche Dinge habe nie ins Betracht gezogen aber Geschichte mit Ropatek hat mich aufmerksam gemacht.

Wenn ich so rechne: Fc = m * n(m/s)^2 / R = 98 N * 61m/s^2 / 1,5 = 243105,33 N sind es immerhin 24,31 Tonnen.Ist noch mehr.

Grüße

Ekofun

[Ekofun]

Hallo Bernd und Alle zusammen,

habe Fehler gefunden,Masse(Körpergewicht) wird in Kg eingegeben,nicht in Newton.! So auf jede Flügel von Sebastian wirkt eine Kraft nach ausen von 24806,6 N = 2480,6 Kg. Immerhin risige Kraft bei 20m/s Wind und wenn TSR 3 ist.

Habe jetzt in Deutsche Wikipedia Formel ausgesucht mit Einheiten wie folgt:

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DSCI0175.JPG (284.24 KiB) 21449-mal betrachtet

DSCI0176.JPG (285.61 KiB) 21449-mal betrachtet

Damit ist das möglich diese Kraft richtig zu bestimmen,die falsche Ergebnisse kommen durch fehlerhafte Einheiteingaben.

Grüße

Ekofun

[MaRiJonas]

Hallo Ekofun,

für die Masse m des Flügels musst Du auch eine Masse in kg einsetzen und nicht die Gewichtskraft. Sonst stimmt das von den Einheiten nicht mehr. Also ist das Ergebnis um Faktor 9,8 zu groß.

Gruß
Richard

[Ekofun]

Hallo MariJonas,

ja,Masse (m) muss in Kg eingesezt werden dann stimmt die Ergebnis.Da bei Sebastian ein Flügel 10 Kg hat dann ist Ergebnis von 2480 Kg richtig(24806,6 N),genau wäre das 2530,27 Kg (1 N = 0,102 Kg).Be Wind von 20m/s und TSR von 3.
Dachte es werde Masse in Newton eingesetzt und das machte falsche Ergebnisse.

Grüße

Ekofun