Hohles Rohr stabiler als massive Stange?

sebva · Anmeldungsdatum: 26.04.2005 Beiträge: 1 Wohnort: Stade

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

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

Gast

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

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

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

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

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.

Winterheart · Anmeldungsdatum: 11.03.2005 Beiträge: 74 Wohnort: bei München

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!

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

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

DeElefant · Anmeldungsdatum: 10.06.2007 Beiträge: 1

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

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.

Horror-Sonic · Gast

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

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

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??

ThomasMueller · Gast

Bitte den letzten Beitrag missachten:

1. Ein S235 ist ein S235 egal wie, wo, warum oder womit er hergestellt wurde, ansonsten ist das Halbzeug eben kein S235.

2. Bei gleichem Materialquerschnitt ist das Rohr durch den größeren Radius im Vorteil gegenüber dem Vollmaterial (Kräfteberechnung), wurde hier aber auch schon berechnet. Ansonsten bei gleichem Außendurchmesser, was logischerweise nicht möglich ist, da die Materialquerschnitte nicht mehr übereinstimmen... Vollmaterial stabiler.

3. Der Querschnitt von Bambus hat Ähnlichkeit mit dem Inhalt des letzten Beitrags.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

gast5454545 · Gast

irgendwie dünkt mich... so jeder hat hier eine meinung... belegt es mit formeln, aber ich als SUCHER bin nur verwirrt... da es immer jemand gibt der sagt: halt stop FALSCH....

manchmal habe ich das gefühl, dass erfahrung besser ist als jede formel.