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Hohles Rohr stabiler als massive Stange?
 
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sebva



Anmeldungsdatum: 26.04.2005
Beiträge: 1
Wohnort: Stade

Beitrag sebva Verfasst am: 26. Apr 2005 23:22    Titel: Hohles Rohr stabiler als massive Stange? Antworten mit Zitat

Hallo!

Weiss jemand, ob es einen Stabilitaetsunterschied zwischen einer hohlen und einer massiven Stange gleichen Durchmessers und gleichen Materials gibt? Wenn ja: Warum?? Mir kommt es so vor, als sei z.B. ein hohles Metallrohr schwerer zu biegen als eine gleichgrosse, massive Stange.
Oder werden hohle Rohre nur wegen der Gewichtsersparnis so haeufig in der Technik eingezetzt?


Vielen Dank und freundliche Gruesse!

S. von Allwoerden
Milton Keynes, GB.
bishop
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg

Beitrag bishop Verfasst am: 27. Apr 2005 00:48    Titel: Antworten mit Zitat

hmh ich würde sagen, dass du mehr Kraft brauchst um eine Massive Stange zu verformen, aber diese würde schneller Brechen. Eine hohle stange neigt eher dazu sich zu biegen, bevor sie endgültig bricht
Deswegen werden hohlstangen in der Technik eingesetzt, plus natürlich die Masseersparniss

_________________
Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 27. Apr 2005 01:33    Titel: Antworten mit Zitat

bishop hat Folgendes geschrieben:
hmh ich würde sagen, dass du mehr Kraft brauchst um eine Massive Stange zu verformen, aber diese würde schneller Brechen. Eine hohle stange neigt eher dazu sich zu biegen, bevor sie endgültig bricht



das ist wohl eher genau umgekehrt.
Hohle Teile könnten "stabiler" sein aber nur bis zu einem bestimmten Punkt, dann ists nämlich schlagartig Schluss damit weil sie dann nämlich abknicken und damit ist vorbei mit jeglicher Stabilität. Das Vollteil hingegen hat auch nach einer leichten Biegung noch sehr gute, fast unvermindert hohe Stabilität
Dieter5858
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.08.2004
Beiträge: 696
Wohnort: Hamburg

Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 27. Apr 2005 16:46    Titel: Antworten mit Zitat

Hiho Leute
Ich glaube es kommt auch darauf an welche belastung man der Stange/Rohr aussetzt.
Nehmen wir den Fall das wir die Stange biegen wollen dann glaube ich das das Rohr spätestens nach dem Abknicken seine Stbilität verliert, so wie Gast über mir auch schon geschrieben hat...
Wie das vor dem Abknicken ist ,öchte ich mich nicht festlegen...

Aber ich habe gehört das Mann sich z.B. auch auf eine Konservendose stellen kann ohne das diese abknickt solagne man sich genau drauf stellt und der Dose nicht in die Seite tritt denn genau dann knickt die Dose ab und Mann fällt runter:-)

Bei diesem Fall wäre es egal ob die Dose (Als Rohr gedacht) eine Stange oder ein Rohr ist.

Beim ausseinanderziehen würde ich ganz klar der Stange den Vorteil geben da hier die Bindungskräfte einfach höher sind...
Gruß Dieter
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 27. Apr 2005 18:21    Titel: Antworten mit Zitat

Dieter5858, du hast völlig recht, es hängt sehr stark von der Art der Belastung ab.

Bei Druck und Zug ist die Stange klar im Vorteil, bei Biegemomenten könnte das "hohle" Rohr in den Anfängen größere Gegenkräfte entwickeln, aber wehe ein bestimmter Lastpunkt wird überschritten, dann gehts steil bergab ... Rohr kaputt
Thomas L



Anmeldungsdatum: 21.04.2005
Beiträge: 17

Beitrag Thomas L Verfasst am: 28. Apr 2005 18:06    Titel: Antworten mit Zitat

nochmal zu Biegemomenten:

die maximale Durchbiegung der Stange ist
l ist die Länge
f die wirkende Kraft
E Elastizitätsmodul
J Geometriekonstante

um eine geringe Durchbiegung zu erreichen muss J also groß sein

Rohr
Hohlrohr
R ist der äußere Radius
r ist der innere radius

Also ist das Hohlrohr günstiger
Mr.E



Anmeldungsdatum: 05.05.2004
Beiträge: 61

Beitrag Mr.E Verfasst am: 30. Apr 2005 18:47    Titel: Antworten mit Zitat

Manchmal pfeif ich auf die Theorie und halte mich an praktische Erfahrung:

Ein Rohr ist stabiler als eine Stange.

Eine Begründung kann ich im Moment nicht liefern, aber die Gewissheit, was Tatsache ist.

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Winterheart



Anmeldungsdatum: 11.03.2005
Beiträge: 74
Wohnort: bei München

Beitrag Winterheart Verfasst am: 02. Mai 2005 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
Also ein Rundstab ist in jeder Hinsicht hinsicht besser als eine Rohr gleichen Durchmessers.
Egal ob es um Festigkeit (Spannungen), Verformungen, oder Stabilität geht.
In allen Fällen ist das Flächenträgheitsmoment I entscheident.
Beim Rundstab:
I= R^4 * pi * 0,25

Beim Rohr :
I= (Ra^4 - Ri^4) * pi * 0,25

Das bezieht sich alles darauf, wenn Rundstab und Rohr den gleichen Außendurchmesser haben.

Wenn man jedoch einen Rundstab und ein Rohr mit gleicher Querschnittsfläche (also selben Materialaufwand) betrachtet, dann ist das Rohr günstiger, weil das Material weiter "außen" sitzt und der Radius mit ^4 in das Trägheitsmoment eingeht.

Also:
Gleicher Durchmesser: Vollmaterial besser, aber schwerer
Gleiche Querschnittsfläche: Rohr besser, aber größerer Durchmesser

Achja: Ein Rohr kann unter Biegebelastung ovalisieren und einbeulen, bevor bleibende Verformungen entstehen und die elastischen Grenzspannungen erreicht sind (Sabilitätsversagen). Ein Vollmaterial macht das nicht!

_________________
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Dieter5858
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.08.2004
Beiträge: 696
Wohnort: Hamburg

Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 03. Mai 2005 16:01    Titel: Antworten mit Zitat

Hiho
Gut das wir das geklärt hätten.
Zu dem stabilitätsverlust bei Rohren:
Unsere Schlosser müssen auch ab und an mal Rohre biegen
(90° z.B.) das wird dann so gemacht das das Rohr mit Sand
gefüllt und gestopft wird, dann in eine biegevorrichtung
gespannt wird und gebogen wird.
Herraus kommen eben diese Wellen an der Knickstelle
die besser aussehen als einfach geknickt, und das Rohr
im Innendurchmesser nicht so zusammenquetschen wie
es eine einfache Biegung tun würde.
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 03. Mai 2005 16:47    Titel: Antworten mit Zitat

Dieter5858 hat Folgendes geschrieben:
Herraus kommen eben diese Wellen an der Knickstelle
die besser aussehen als einfach geknickt, und das Rohr
im Innendurchmesser nicht so zusammenquetschen wie
es eine einfache Biegung tun würde.



eine "einfache Biegung" (ohne Sand und gr. Quersch.) um 90°,

lol, das Resultat möchte ich sehen, glaub nicht dass das an jener Stelle noch als Rohr bezeichnet werden kann . ; -)
DeElefant



Anmeldungsdatum: 10.06.2007
Beiträge: 1

Beitrag DeElefant Verfasst am: 10. Jun 2007 09:41    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
ich hätte da noch ne Frage dazu und zwar ist es möglich ein Rohr eine höhre Stabilität zu verleihen wenn ich es mit Bauschaum oder keine Ahnung was fülle?
(Die Rohre gehören zu einen Zelt und ich will erreichen, dass die Rohre nicht mehr so labil sind sich immer etwas krümmen beim aufbauen und abbauen ist es sehr problematisch)
Winterheart



Anmeldungsdatum: 11.03.2005
Beiträge: 74
Wohnort: bei München

Beitrag Winterheart Verfasst am: 10. Jun 2007 13:00    Titel: Antworten mit Zitat

Hi!
Bauschaum nützt dir da nichts!
Du könntest sie mit Beton oder Mörtel füllen. Aber dann wiegt dein Zelt eine Tonne :-)

Die stressfreieste Methode, wenn du schon was ausbessern willst, kauf für die wichtigsten Stellen neue Rohre mit gleichem Durchmesser aber doppelter Wandstärke.

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Horror-Sonic
Gast





Beitrag Horror-Sonic Verfasst am: 11. Aug 2011 17:37    Titel: Biegung, kein Prob Antworten mit Zitat

Wenn man Rohre biegt, beginnt das material sich einzuschnürren an der biege stelle, wodurch der Querschnitt kleiner wird, rechnet es mal durch^^.
F (Querschnitt).
Zu dem sind heutzutage Biegefreudige Legierungen auf dem Markt für Stahl. Normales VA-Material biegt sich mit leichtigkeit, sofern die Biegemaschine fein eingestellt wird und der Falten-Gläter, Anschlag, und Spannvorrichtung zusammen arbeiten.
Diese Maschinen benutzen einen sogangen Dorn dieser ist im Rohr an der Biegestelle wärend des Biegevorgangs, ist der Dorn perfekt an den Innendurchmesser angeglichen und der Dornkopf einigermaßen weich, erreicht man in fast 95% der Fälle ein glattes Rohr!
Bsp. Biegen um 90° eines Stahl-Va-Rohrs => ohne Falten und geringfügigem Querschnitt-einschnürrung nun mit einem anderen Material der Selben Abmaße (Kupfer oder so), Das Kupferrohr würde sofort abreissen oder gegebenfalls überbiegen.
Bei Kastenprofil-Rohren Verwendet man Sandfüllung die man verschweisst. Dadurch erreicht man ein Vollmaterial, jedoch nicht um des Bruches zu vermeiden, sondern um die Seiten der "hinein-Biegung" zu hindern!

Viel spass mein weiter Experimentieren^^ oder macht wie ich ein Praktikum bei Metallbau-Frimen
Dopap



Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 198
Wohnort: Ostalbkreis

Beitrag Dopap Verfasst am: 15. Aug 2011 01:50    Titel: Antworten mit Zitat

ich denke, dass Diejenigen, die Stäbe zum Gerüstebau herstellen, bestimmt das Optimum an Stabilität / Gewicht gefunden haben.
In Asien werden noch viele Gerüste mit Bambusstangen gefertigt, und die sind bekanntlich... Big Laugh
ElJoe



Anmeldungsdatum: 05.11.2017
Beiträge: 6

Beitrag ElJoe Verfasst am: 05. Nov 2017 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Um zu klären, ob ein Rohr stärker als ein Stab ist, muss zunächst definiert werden, wie Rohr und Stab beschaffen sind.
Voraussetzung wäre selbstverständlich, dass es sich um identisches Material handelt. Dazu wäre zu bemerken, dass (Stahl-)Rohre aufgrund ihrer Herstellung in Randbereichen verdichtet sind und es sich damit schon nicht um dasselbe Material handelt, als würde man ein Rohr aus dem vollen heraus auf einer Drehmaschine herstellen.
Weiterhin muss definiert werden, ob das Rohr je Meter dasselbe Gewicht hat wie das Vollmaterial. Der Unterschied liegt darin, dass man bei einem identischen Metergewicht ein Rohr von weit größerem Durchmesser herstellen kann als einen Vollmaterialstab.
Vergleicht man demnach ein Rohr mit einem Vollmaterial mit identischem Aussendurchmesser und identischer Länge, so fällt auf, dass das Vollmaterial theoretisch aus dem Vergleichsrohr plus einem kleineren darin plus noch einem kleineren darin etc besteht, und dass das Aussenrohr nun - auch ohne Verstärkung durch die hinein gesteckten kleineren Rohre - dieselbe Festigkeit wie das Vollmaterial erreichen soll. Damit würde man behaupten, dass die "inneren"Rohre überhaupt keine Festigkeit haben.

Stellt man nun den Vergleich aus einem großen Rohr und einem kleinen Vollmaterial mit demselben Metergewicht an und belastet beide senkrecht stehend auf Druck, so werden beide gleich schnell in die Erde gedrückt werden, da sie dieselbe Auflagefläche und damit Flächenpressung haben. Belastet man beide jedoch ausserhalb der Mitte, so hat das große Rohr zum Rand hin weitere Reserven, währen das kleine Vollmaterial bereits vorher ausserhalb seines Umfangs belastet wird - und natürlich dadurch schneller knickt.
Auch ein Bambusrohr hält nicht mehr als ein Bambus-Vollstab, schließlich fehlt dem Bambusrohr das kleinere und noch kleinere hinein gesteckte Stäbchen. Die beiden würden in dem großen Stab gar nichts tragen, ausserhalb aber schon. Warum??
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