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Draht biegen - Kraftaufwand?
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Unwissender2



Anmeldungsdatum: 05.10.2021
Beiträge: 3

Beitrag Unwissender2 Verfasst am: 05. Okt 2021 11:01    Titel: Draht biegen - Kraftaufwand? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,
Ich möchte einen Draht zu einem Kreis/einer Spirale biegen, indem ich ihn durch ein am Ende gebogenes Rohr schiebe. Jetzt ist meine Frage: Mit wieviel Kraft muss ich anschieben?

Der Draht ist weichgeglühter Eisendraht mit einer Stärke von 1,2 mm; die Spirale soll einen Innendurchmesser von 8mm bekommen

Meine Ideen:
Leider keine :/
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 05. Okt 2021 11:07    Titel: Re: Draht biegen - Kraftaufwand? Antworten mit Zitat

Hallo,

Unwissender2 hat Folgendes geschrieben:
Jetzt ist meine Frage: Mit wieviel Kraft muss ich anschieben?

Der Draht ist weichgeglühter Eisendraht mit einer Stärke von 1,2 mm; die Spirale soll einen Innendurchmesser von 8mm bekommen


es würde mich wundern, wenn hierzu jemand im Forum Spezialwissen hätte, und einfach so "aus der Kalten" Vorhersagen dazu machen, ist kaum möglich.

Wie wäre es mit einem Experiment? Dann erkennst Du auch weitere Probleme wie Reibung am Rand, Verhaken des Drahtes an früheren Windungen u. ä.


Viele Grüße
Michael
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 05. Okt 2021 11:26    Titel: Re: Draht biegen - Kraftaufwand? Antworten mit Zitat

Unwissender2 hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Hallo,
Ich möchte einen Draht zu einem Kreis/einer Spirale biegen, indem ich ihn durch ein am Ende gebogenes Rohr schiebe. Jetzt ist meine Frage: Mit wieviel Kraft muss ich anschieben?

Der Draht ist weichgeglühter Eisendraht mit einer Stärke von 1,2 mm; die Spirale soll einen Innendurchmesser von 8mm bekommen

Meine Ideen:
Leider keine :/


Das wirst du wohl vermutlich mit einem anderen Werkzeug als mit einem Rohr machen müssen.
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 05. Okt 2021 11:35    Titel: Re: Draht biegen - Kraftaufwand? Antworten mit Zitat

Unwissender2 hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Hallo,
Ich möchte einen Draht zu einem Kreis/einer Spirale biegen, indem ich ihn durch ein am Ende gebogenes Rohr schiebe. Jetzt ist meine Frage: Mit wieviel Kraft muss ich anschieben?


Vor Jahren gab es glaube ich mal eine Frage zum Abwickeln von Draht (was ja gewissermaßen der gegensätzliche Arbeitsgang ist).
Für die ideelle Kraft hatte ich damals folgenden Ansatz (siehe Anhang).
Allerdings kommt bei Dir noch der nicht unerhebliche Reibungseinfluss im Rohr hinzu. Daher stimme ich @roycy zu: Ich würde kein gebogenes Rohr nehmen. Schau Dir z. B. mal an, wie Federn gewickelt werden.

EDIT: Als Werkstoffkennwert muss natürlich die Fließgrenze (z. B. Re) angesetzt werden und nicht die Zugfestigkeit Rm, wie im Anhang zu sehen.
Kaltverfestigung wird nicht berücksichtigt.



Draht abwickeln.jpeg
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Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. Okt 2021 12:04    Titel: Antworten mit Zitat

Die in Wiki genannte Gleichung



sollte auch zum Ziel führen, könnte ich mir als interessierter Laie vorstellen. Die Krümmung ist gegeben, und könnte man nachschlagen. So kommt man auf das Biegemoment , also das Produkt aus eingeschobener Drahtlänge und Querkraft. Letztere ist beim Einschieben in Längsrichtung aufzuwenden.

Einwände?

Viele Grüße
Steffen

PS: @Unwissender2, herzlich willkommen im Physikerboard!
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 05. Okt 2021 12:16    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Die in Wiki genannte Gleichung



sollte auch zum Ziel führen, könnte ich mir als interessierter Laie vorstellen.


Hallo Steffen,

bei dieser Formel geht es aber rein um die elastische Verformung aufgrund eines Biegemoments. Daher ist eben auch der E- Modul enthalten. Auf die plastische Verformung hat dieser praktisch keinen Einfluss.
Noch dazu ist die von Dir genannte Differentialgleichung eine Näherung für kleine Durchbiegungen (wie sie in den meisten praktischen Fällen im elastischen Bereich vorkommt). Die exakte Differentialgleichung (auch für große Verformungen im linear elastischen Bereich) ist hier genannt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Biegelinie

Gruß
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 05. Okt 2021 12:18    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Die in [url=https://de.wikipedia.org

Einwände?



PS: @Unwissender2, herzlich willkommen im Physikerboard!


Ja! Praktischer Art. Der "dünne" Draht wird doch wohl beim Einschieben in ein Rohr ausknicken?
Für mich gibt es nur eine Lösung: z. B. an einer Klein- Drehbank o. ä. aufwickeln.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Okt 2021 12:39    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Die in Wiki genannte Gleichung



sollte auch zum Ziel führen,


Die Gleichung gilt nur für eine sehr kleine Krümmung im Hooke'schen Bereich.
In der Aufgabe geht es um eine plastische Verformung mit großer Krümmung.
Unwissender2



Anmeldungsdatum: 05.10.2021
Beiträge: 3

Beitrag Unwissender2 Verfasst am: 05. Okt 2021 14:31    Titel: Antworten mit Zitat

Dankeschön, das hilft schon mal weiter Thumbs up!
Ich hab mir mal die Formel zum abrollen angeschaut, komme auf etwa 2-3 N
Scheint mir irgendwie recht wenig grübelnd
(Den Draht um eine Stange zu wickeln wäre natürlich einfacher, ist aber für den Verwendungszweck leider nicht möglich)
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 05. Okt 2021 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Die in Wiki genannte Gleichung



sollte auch zum Ziel führen,


Die Gleichung gilt nur für eine sehr kleine Krümmung im Hooke'schen Bereich.
In der Aufgabe geht es um eine plastische Verformung mit großer Krümmung.


Es ist m.E. vermessen, eine Stahldraht- Umformung in der vom TE beschriebenen Weise mit solch einer Allerwelts- Formel berechnen zu wollen.
Ein Stahldraht ist kein Spaghetti und läßt sich nicht in einem "Führungsrohr" zu einer Spirale verformen.
Ich halte das Vorhaben - und eine Berechnug hier- für eine Schnapsidee.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 05. Okt 2021 18:47    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
Ein Stahldraht ist kein Spaghetti und läßt sich nicht in einem "Führungsrohr" zu einer Spirale verformen.


Das kommt darauf an, was "weichgeglüht" bedeutet. Wenn Unwissender2 es unbedingt so machen will, dann wird er es wohl ausprobieren müssen. Empfehlen würde ich es aber auch nicht.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 05. Okt 2021 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Die Gleichung gilt nur für eine sehr kleine Krümmung im Hooke'schen Bereich.
In der Aufgabe geht es um eine plastische Verformung mit großer Krümmung.


Außerdem geht es nur um die Kraft für das Verbiegen. Selbst wenn das hier passen würde, müsste man dann noch die Reibung zwischen Draht und Rohr berechnen.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 05. Okt 2021 21:36    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
roycy hat Folgendes geschrieben:
Ein Stahldraht ist kein Spaghetti und läßt sich nicht in einem "Führungsrohr" zu einer Spirale verformen.


Das kommt darauf an, was "weichgeglüht" bedeutet. Wenn Unwissender2 es unbedingt so machen will, dann wird er es wohl ausprobieren müssen. Empfehlen würde ich es aber auch nicht.


Das wird er gar nicht "machen" können, denn dazu dürfte eine Maschine erforderlich sein.
Die Schubkraft um den Draht im Rohr voranzutreiben und zu einer "Spirale" zu verformen, dürfte bei vielen Hundert- wenn nicht Tausend N liegen.
Das Rohr muß ohne Querschnittsverformungen eingespannt sein.
Hier hat man es mit Stahl zu tun und nicht mit Butter.
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 05. Okt 2021 22:44    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:

Die Schubkraft um den Draht im Rohr voranzutreiben und zu einer "Spirale" zu verformen, dürfte bei vielen Hundert- wenn nicht Tausend N liegen.
Das Rohr muß ohne Querschnittsverformungen eingespannt sein.
Hier hat man es mit Stahl zu tun und nicht mit Butter.


Ja, weichgeglühter Stahldraht in den Abmessungen wie beim Draht einer Büroklammer. Ich halte Deine Krafteinschätzumg für leicht übertrieben.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 06. Okt 2021 10:10    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
roycy hat Folgendes geschrieben:

Die Schubkraft um den Draht im Rohr voranzutreiben und zu einer "Spirale" zu verformen, dürfte bei vielen Hundert- wenn nicht Tausend N liegen.
Das Rohr muß ohne Querschnittsverformungen eingespannt sein.
Hier hat man es mit Stahl zu tun und nicht mit Butter.


Ja, weichgeglühter Stahldraht in den Abmessungen wie beim Draht einer Büroklammer. Ich halte Deine Krafteinschätzumg für leicht übertrieben.


Kann sein, aber so lange de TE keine Slkizze macht, wie er sich das mit dem Rohr und der sich ausformenden Spirale (durch Hineinschieben in Längsrichtung) vorstellt, ist das alles nur eine unausgegorene Idee.
Und wenn der Draht so weich ist wie bei einer Büroklammer, verbiegt er sich vllt. außerhalb des Rohres bereits beim Einschieben.
Ich halte das Vorhaben für undurchführbar.
Unwissender2



Anmeldungsdatum: 05.10.2021
Beiträge: 3

Beitrag Unwissender2 Verfasst am: 07. Okt 2021 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

Habe jetzt per Experiment die Kraft auf ~30N bestimmen können
Danke für alle hilfreichen Antworten!
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 07. Okt 2021 22:45    Titel: Antworten mit Zitat

Unwissender2 hat Folgendes geschrieben:
Habe jetzt per Experiment die Kraft auf ~30N bestimmen können
Danke für alle hilfreichen Antworten!


Poste doch mal ein Foto, was das für ein Teil ist.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 11. Okt 2021 20:04    Titel: Antworten mit Zitat

Gesamtkraft = Schubkraft + Reibkraft



Schubkraft

1. Schubarbeit

Der Draht wird mit der Strecke ds in das kreisförmige Führungsröhrchen geschoben. Dabei wird die Schubarbeit



erbracht.

2. Biegearbeit

Der Draht wird an der Spitze durch die radial wirkende Normalkraft F_N um die Strecke dy an den Umfang des Führungsrörchens gebogen. Dabei wird die Verformungsarbeit



aufgewendet.





3. Gleichsetzen









4. Schubkraft



Reibkraft

Nach Euler-Eytelwein

F_r = Kraft zur Überwindung der Reibkraft
phi = Umschlingungswinkel
s= Eingeführte Drahtlänge
mü_g = Gleitreibungskoeffizient



5. Gesamtkraft







Abhängig davon, welche Länge s des Drahts in das Röhrchen eingeführt wurde,
beträgt die Kraft



Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 12. Okt 2021 13:50, insgesamt 5-mal bearbeitet
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 11. Okt 2021 21:35    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:


4. Schubkraft





Schön, so weit waren wir auch schon.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 11. Okt 2021 23:15    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:


4. Schubkraft





Schön, so weit waren wir auch schon.


Danke für Deine anerkennenden Worte. Meine Herleitung ist leicht anders.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 12. Okt 2021 12:52    Titel: Antworten mit Zitat

Unwissender2 hat Folgendes geschrieben:
Habe jetzt per Experiment die Kraft auf ~30N bestimmen können
Danke für alle hilfreichen Antworten!


Wegen Reibung hängt die Kraft davon ab, welche Länge des Drahts bereits in das Führungsröhrchen eingeführt wurde: s. meinen letzten Beitrag. Setz mal Werte ein und vergleiche das theoretische Ergebnis mit dem Versuchsergebnis
Henry345



Anmeldungsdatum: 22.09.2020
Beiträge: 77

Beitrag Henry345 Verfasst am: 12. Okt 2021 20:51    Titel: Antworten mit Zitat

Ich komme auf 2,7 Newton

Draht: 1,2 mm (Eisen); Streckgrenze 120 MPa
Rohr: 2x0,5 mm
Innendurchmesser Spirale: 8 mm
Steigung Spirale: 5 mm
Reibkoeffizient: 0,15



Animation

https://www.dropbox.com/sh/auauhgjnod4yyr9/AADv8Xf_zWwej65PW7XjkRjRa?dl=0



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roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 13. Okt 2021 09:54    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Ich komme auf 2,7 Newton


/AADv8Xf_zWwej65PW7XjkRjRa?dl=0

Trotz der vielen Reibung an den div. Spiralwindungen?
Es ist mir unklar, was der TE nun genau unter "Spirale" versteht.
Eine "Spiralfeder" wie du sie angenommen hast oder eine "Spiralfeder" wie bei einer mech. Uhr?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 13. Okt 2021 10:11    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
Trotz der vielen Reibung an den div. Spiralwindungen?


Die Führung braucht keine komplette Windung - geschweige denn mehrere davon. Sobald der Draht die gewünschte Krümmung hat, kann er die Führung verlassen und dann gibt es keine Reibung mehr.

roycy hat Folgendes geschrieben:
Es ist mir unklar, was der TE nun genau unter "Spirale" versteht.


Da die Führung eine konstante Krümmung erzeugt, kann man damit keine Spiralen herstellen. Mit "Spirale" ist hier also eine Helix gemeint. Das wird gern verwechselt.
Henry345



Anmeldungsdatum: 22.09.2020
Beiträge: 77

Beitrag Henry345 Verfasst am: 13. Okt 2021 11:54    Titel: Antworten mit Zitat

Die Reibkraft ist nicht von der Größe der Fläche abhängig.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 13. Okt 2021 13:16    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Die Reibkraft ist nicht von der Größe der Fläche abhängig.

Aber vom "Umschlingungswinkel"?
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 13. Okt 2021 13:26    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
roycy hat Folgendes geschrieben:
Trotz der vielen Reibung an den div. Spiralwindungen?


Die Führung braucht keine komplette Windung - geschweige denn mehrere davon. Sobald der Draht die gewünschte Krümmung hat, kann er die Führung verlassen und dann gibt es keine Reibung mehr.

roycy hat Folgendes geschrieben:
Es ist mir unklar, was der TE nun genau unter "Spirale" versteht.


Da die Führung eine konstante Krümmung erzeugt, kann man damit keine Spiralen herstellen. Mit "Spirale" ist hier also eine Helix gemeint. Das wird gern verwechselt.


Wenn der Draht die letzte Rohrführung verläßt, wird er wahrscheinlich m.E. die augenblickliche Ausrichtung des Austritts beibehalten. Was sollte ihn danach noch in die perfekte "Spirale" zwingen?
Helix:
Dann wäre denrBegriff "Spiralfeder" qusasi falsch.

Schade, dass der TE kein Foto von seiner Versuchsanordnung zeigt.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 13. Okt 2021 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
Wenn der Draht die letzte Rohrführung verläßt, wird er wahrscheinlich m.E. die augenblickliche Ausrichtung des Austritts beibehalten.


Warum sollte sich der Draht am Ausgang spontan gerade biegen?

roycy hat Folgendes geschrieben:
Helix: Dann wäre denrBegriff "Spiralfeder" qusasi falsch.


In diesem Fall schon. Die korrekte Bezeichnung ist Schraubenfeder.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 13. Okt 2021 14:18    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
roycy hat Folgendes geschrieben:
Wenn der Draht die letzte Rohrführung verläßt, wird er wahrscheinlich m.E. die augenblickliche Ausrichtung des Austritts beibehalten.


Warum sollte sich der Draht am Ausgang spontan gerade biegen?

roycy hat Folgendes geschrieben:
Helix: Dann wäre denrBegriff "Spiralfeder" qusasi falsch.


In diesem Fall schon. Die korrekte Bezeichnung ist Schraubenfeder.

Ich sprach nicht von "gerade biegen", sondern nur vom Beibehalten der augenblicklichen Richtung.
Aber da sich der TE nicht mehr meldet, sind weitere Fragen wohl überflüssig.
Ich glaube die ca. 3 N einfach nicht.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 13. Okt 2021 14:27    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
Ich sprach nicht von "gerade biegen", sondern nur vom Beibehalten der augenblicklichen Richtung.


Wie soll er denn die Richtung beibehalten, ohne sich gerade zu biegen?
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 13. Okt 2021 18:47    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Ich komme auf 2,7 Newton

Draht: 1,2 mm (Eisen); Streckgrenze 120 MPa
Rohr: 2x0,5 mm
Innendurchmesser Spirale: 8 mm
Steigung Spirale: 5 mm
Reibkoeffizient: 0,15


EDIT
Rechenfehler korrigiert

Unter der Annahme, daß das Führungsröhrchen 3/4 einer Windung umschlingt, erhalte ich als Gesamtkraft 16 N.
Wie DrStupid treffend anmerkte, bildet der Draht eine Helix.


Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 14. Okt 2021 10:28, insgesamt einmal bearbeitet
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 14. Okt 2021 10:09    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Ich komme auf 2,7 Newton

Draht: 1,2 mm (Eisen); Streckgrenze 120 MPa
Rohr: 2x0,5 mm
Innendurchmesser Spirale: 8 mm
Steigung Spirale: 5 mm
Reibkoeffizient: 0,15


Unter der Annahme, daß das Führungsröhrchen 3/4 einer Windung umschlingt, erhalte ich als Gesamtkraft 14,2 N.
Wie DrStupid treffend anmerkte, bildet der Draht eine Helix.

Der TE selbst sprach von ca. 30 N bei seinem Versuch, so dass der Unterschied doch relativ hoch ist. Eine Kraft auf 1/10 N bestimmen zu wollen, halte ich für etwas unpraktisch, da zu viele Unbekannte.
Man kennt aber leider, leider nicht seine Versuchsanordnung.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 14. Okt 2021 10:31    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:

Der TE selbst sprach von ca. 30 N bei seinem Versuch, so dass der Unterschied doch relativ hoch ist. Eine Kraft auf 1/10 N bestimmen zu wollen, halte ich für etwas unpraktisch, da zu viele Unbekannte.
Man kennt aber leider, leider nicht seine Versuchsanordnung.


Habe Rechenfehler korrigiert: Gesamtkraft F = 16 N

Der überwiegende Teil der Gesamtkraft wird durch die Reibkraft gebildet. Da der TE keine Angabe zu dem Umschlingungswinkel bzw. der Anzahl der Windungen des Führungsröhrchens macht, sind die Ergebnisse nicht vergleichbar.
Henry345



Anmeldungsdatum: 22.09.2020
Beiträge: 77

Beitrag Henry345 Verfasst am: 14. Okt 2021 19:49    Titel: Antworten mit Zitat

Der Umschlingungswinkel ist nicht besonders zielführend, da aus praktischen Gründen das Rohr im Durchmesser größer als der Draht ist und der Draht das Rohr nur an zwei Punkten berührt. Das ist mit der Spitze außen und mit dem Innenradius innen. Ansonsten wird sich der Draht nicht als Umschlingungswinkel um die Helix legen und deshalb ist diese Kraft bezüglich des Umschlingungswinkel deutlich zu hoch.

16 N sind übrigens 1,6 Kilo und das ist als Handkraft schon enorm, dabei kann mit deutlich weniger Fingerkraft einen 1,2 mm Draht mühelos biegen.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 14. Okt 2021 22:48    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Der Umschlingungswinkel ist nicht besonders zielführend, da aus praktischen Gründen das Rohr im Durchmesser größer als der Draht ist und der Draht das Rohr nur an zwei Punkten berührt. Das ist mit der Spitze außen und mit dem Innenradius innen. Ansonsten wird sich der Draht nicht als Umschlingungswinkel um die Helix legen und deshalb ist diese Kraft bezüglich des Umschlingungswinkel deutlich zu hoch.

16 N sind übrigens 1,6 Kilo und das ist als Handkraft schon enorm, dabei kann mit deutlich weniger Fingerkraft einen 1,2 mm Draht mühelos biegen.


Für Handkräfte kann man in der Technik Kräfte bis 150 N ansetzen.
16 N sind nicht "enorm".
Das Anliegen des Drahtes an nur 2 Punkten ist wohl nur in deiner Simulation so. Wenn der (Binde)- Draht so "weich" ist, wird er sich m.E. im gesamten Innenrohr anlegen. Da ist Mathe... schon realistischer bei der Annahme.
Henry345



Anmeldungsdatum: 22.09.2020
Beiträge: 77

Beitrag Henry345 Verfasst am: 15. Okt 2021 00:36    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:

Das Anliegen des Drahtes an nur 2 Punkten ist wohl nur in deiner Simulation so. Wenn der (Binde)- Draht so "weich" ist, wird er sich m.E. im gesamten Innenrohr anlegen. Da ist Mathe... schon realistischer bei der Annahme.


Nein das ist völliger Quatsch. Der Draht wird auch in der Realität nur an zwei Punkten anliegen, da dieser so steif ist, dass dieser erst durch eine Berühung umgelenkt wird, also kann dieser bei einen kleineren Durchmesser niemals komplett am Innenradius oder am Außenradius anliegen.

Die Hand und Fußrechnung von "Mathefix" ist keines Falls realistischer, da diese gar nicht den genauen Biegungsverlauf des Drahtes betrachtet, sondern nur eine empirische Gleichung auf ein allgemeines Beispiel anwendet, dass der Draht mit einen gewissen Umschlingungswinkel anliegt. Was aber keines Falls der Realität entspricht. Und der Umschlingungswinkel ist nur als Randbedingung eine willkürliche Annahme. In Wirklichkeit ist dieser nämlich gar nicht bekannt.

Vielleicht mal mit der Mathematik der Simulationen auseindersetzen, da steckt deutlich mehr dahinter als dieser einfache Rechenweg von "Mathefix"

Wir reden übrigens von der Handkraft aus dem Handgelenk und nicht von dem Bizeps. Da sind 16 N schon sehr viel, das enstpricht auch nicht den Erfahrungen aus der Praxis.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 15. Okt 2021 09:24    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:

Nein das ist völliger Quatsch. Der Draht wird auch in der Realität nur an zwei Punkten anliegen, da dieser so steif ist, dass dieser erst durch eine Berühung umgelenkt wird, also kann dieser bei einen kleineren Durchmesser niemals komplett am Innenradius oder am Außenradius anliegen.

Die Hand und Fußrechnung von "Mathefix" ist keines Falls realistischer, da diese gar nicht den genauen Biegungsverlauf des Drahtes betrachtet, sondern nur eine empirische Gleichung auf ein allgemeines Beispiel anwendet, dass der Draht mit einen gewissen Umschlingungswinkel anliegt. Was aber keines Falls der Realität entspricht. Und der Umschlingungswinkel ist nur als Randbedingung eine willkürliche Annahme. In Wirklichkeit ist dieser nämlich gar nicht bekannt.

Vielleicht mal mit der Mathematik der Simulationen auseindersetzen, da steckt deutlich mehr dahinter als dieser einfache Rechenweg von "Mathefix"

Wir reden übrigens von der Handkraft aus dem Handgelenk und nicht von dem Bizeps. Da sind 16 N schon sehr viel, das enstpricht auch nicht den Erfahrungen aus der Praxis.

Statt ellenlanger Ausführungen darüber wie es nicht geht, solltest Du besser mit einer konkreten Lösung aufwarten.
Im übrigen basiert die hansguckindieluft/meine Gleichung nicht auf Empirik, sondern auf einer physikalischen/mathematischen Herleitung.des
Mit den Angaben des TE kann nur eine eine Grössenordnung
der Schubkraft bestimmt werden.
Wir sind auf Deine Lösung gespannt.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961

Beitrag roycy Verfasst am: 15. Okt 2021 10:34    Titel: Antworten mit Zitat

[quote="Mathefix"]
Henry345 hat Folgendes geschrieben:

Nein das ist völliger Quatsch.



Statt ellenlanger Ausführungen darüber wie es nicht geht, solltest Du besser mit einer konkreten Lösung aufwarten.
Im übrigen basiert die hansguckindieluft/meine Gleichung nicht auf Empirik, sondern auf einer physikalischen/mathematischen Herleitung.des
Mit den Angaben des TE kann nur eine eine Grössenordnung
der Schubkraft bestimmt werden.
Wir sind auf Deine Lösung gespannt.


Ich muß dir mal ausnahmsweise zustimmen.
Er ist von seinen Simulationen selbst so begeister, dass er wohl die Realität ausblendet.
Ich nehme an, dass er selbst evtl. noch nie einen "Bindedraht" in der Hand hatte. In der "Spirale" knickt dieser doch infolge der Krümmung bei einer Längskraft sofort aus u. liegt am Innenrohr an (wo auch immer).
Der TE selbst sprach von va. 30 N (egal, wie er das auch immer festgestellt haben mag).
Henry345



Anmeldungsdatum: 22.09.2020
Beiträge: 77

Beitrag Henry345 Verfasst am: 15. Okt 2021 13:17    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
mit einer konkreten Lösung aufwarten.


Habe ich und das sogar mir einer konkreten Biegelinie.

Mathefix hat Folgendes geschrieben:

Im übrigen basiert die hansguckindieluft/meine Gleichung nicht auf Empirik, sondern auf einer physikalischen/mathematischen Herleitung.


Natürlich basieren sie auf Empirik, nämlich nach "Euler-Eytelwein". Nur gilt das aber für ein Seil auf einer Rolle, bei der man annehmen kann, dass das Seil vollständig auf der Rolle aufliegt, da es keine Druckkräfte aufnehmen kann und somit elastisch genug ist sich um die Rolle zu legen. Vielleicht mal mit dem Jahrgang und dem Hintergrund beschäftigen wie die Gleichung von "Euler-Eytelwein" zustande kam.

Außerdem wartet ein "hansguckindieluft" immer noch auf einer Lösung von Dir, da er erkannt hat, im Gegensatz zu Dir, das man die Aufgabe so nicht lösen kann.


Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Wir sind auf Deine Lösung gespannt.


Habe ich schon, nämlich eine PDGL, gelöst per Numerik. Wenn Du ein Haus ohne Bagger und nur mit einer Schaufel baust, ist es einfach deine eigene Entscheidung.
as_string
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Beitrag as_string Verfasst am: 15. Okt 2021 13:27    Titel: Antworten mit Zitat

Henry345 hat Folgendes geschrieben:
Habe ich und das sogar mir einer konkreten Biegelinie.

Erscheint mir auch plausibel zu sein, die Lösung. Thumbs up!

Gruß
Marco
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