Titel: | Versuche zur dynamischen Bestimmung des Gleitmoduls verschiedener Drahtsorten. |
Autor: | Hofmann |
Fundstelle: | Band 334, Jahrgang 1919, S. 13 |
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Versuche zur dynamischen Bestimmung des
Gleitmoduls verschiedener Drahtsorten.
Von Dipl.-Ing. Hofmann,
Langfuhr.
[Versuche zur dynamischen Bestimmung des Gleitmoduls verschiedener
Drahtsorten.]
Bei der Berechnung von Federn ist es bekanntlich notwendig, den Gleitmodul zu
kennen. Bei den von Fall zu Fall verwendeten Drahtsorten wird der zugehörige
Gleitmodul gewöhnlich den Handbüchern entnommen. Diese Werte sind jedoch nicht immer
für die jeweilig vorliegenden Drahtsorten zu verwenden. Im folgenden werden im
Anschluß an die „Verdrehungsversuche an Schiffswellen zur
Bestimmung des Gleitmoduls“ und des dort erwähnten Verfahrens zur
dynamischen Bestimmung des Gleitmoduls (Band 329 Heft 17 S. 263), die Versuche und
Ergebnisse dieses einfachen praktischen Verfahrens dargestellt.
Beschreibung der
Versuchsanordnung.
Textabbildung Bd. 334, S. 13
Abb. 1.Abb. 2.Maßstab 1 : 3.
Abb. 1 zeigt
die für nachstehende Versuchsergebnisse verwendete Einrichtung. An einer starken
Platte ist das obere Ende des Versuchsdrahtes in dem Kloben A (Abb.
1 und 2) eingespannt. Das untere Drahtende wird durch den Klemmkegel B fest mit der Schwungscheibe C
verbunden. Durch den Winkel D erhält der Draht die
notwendige Führung. Die Skala E zeigt die
Ausschläge
Die Versuche.1)
Werkstoff
Draht-Durchmessermm
Drahtlängeinmm
AnfänglicherAusschlag αGrad
Zahl derDoppel-schwingung.
ZeitSek.
t0Sek.
Zerreiß-festigkeit Kzkg/cm2
Gleitmodulkg-cm-2
Messing
5,9
900900
20 5
100
84,184,2
0,8410,842
5650
359500
Kupfer
6,0
900900
20 5
100
74,674,7
0,7460,746
4140
426600
Nickelin
6,0
900900
20 5
100
67,467,5
0,6740,675
6250
522600
Stahl, ungehärtet
5,9
900900450
20 520
100100 50
54,354,419,2
0,5430,5440,192
8200
862400
Messing
5,9
620620
20 5
100
7070,1
0,70,701
–
357400
Kupfer
6,0
620620
20 5
100
62,162,1
0,6210,621
–
424100
Nickelin
6,0
620620
20 5
100
56,256,1
0,5620,561
–
517800
Stahl, ungehärtet
5,9
620620
20 5
100
4544,9
0,450,449
–
865000
Bemerkung: K2 wurde auf der Zerreißmaschine festgestellt.
1) Für die Auswertung der
Versuche bin ich Herrn B. Peckelhoff aus Lübeck zu Dank verpflichtet.
der Schwungscheibe C an. Die
Drähte wurden vor dem Versuch genau ausgerichtet. Es bedeuten:
t0
die Zeit für eine Doppelschwingung in Sekunden,
z die Drahtlänge in cm,
Θ das Trägheitsmoment der
Schwungscheibe in kg•cm-sec2,
G den Gleitmodul in kg•cm-2,
Jp
das polare Trägheitsmoment des Drahtes in cm4,
G' das Gewicht der Schwungscheibe
mit dem Klemmkegel = 10,68 kg (gewogen),
d die Drahtstärke in cm,
r = 12,5 cm Radius der
Schwungscheibe,
g = 981 cm/sec2 Beschleunigung der Schwere.
t_0=2\,\pi\,\sqrt{\frac{\Theta\,.\,z}{G\,.\,J_p}}
\Theta=\frac{m\,.\,r^2}{2};\ m=\frac{G'}{g};\ J_p=\frac{\pi\,.\,d^4}{32}
{t_0}^2=4\,\pi^2\,.\,\frac{\Theta\,.\,z}{G\,.\,J_p}
G=\frac{4\,\pi^2\,.\,\Theta\,.\,z}{{t_0}^2\,.\,J_p}=4\,\pi^2\,.\,\Theta\,.\,\frac{z}{{t_0}^2\,.\,J_p}\mbox{ in kg\,.\,cm}^{-2}.
Beispiel für Messing:
G=4\,\pi^2\,.\,0,8505\,\frac{90}{0,01187\,.\,0,841^2}\,\infty\,359500\mbox{ kg\,.\,cm}^{-2}.
Mittelwerte.
Werkstoff
G in kg•cm-2
Messing
∞ 358000
Kupfer
∞ 425000
Nickelin
∞ 520000
Stahl
∞ 864000