cnc.info.pl - FORUM CNC

Potrzebuję zrobić pewien ... prosty i skuteczny wynalazek
Mianowicie zbiornik na wodę (bufor ciepła) o dużych wymiarach. Zbiornik standardowy, czyli w kształcie cylindra.
Wyszło mi że najprościej i najtaniej będzie wykonać go z tkaniny szklanej i żywicy epoksydowej.
Pojawia się jednak problem z obliczeniem wytrzymałości.
Znalazłem wzory a nawet stronę która liczy naprężenia:
https://www.engineersedge.com/calculato ... stress.htm
Tylko nie wiem jak to dalej odnieść do wytrzymałości tkaniny szklanej:
https://r-g.com.pl/pl/p/Szklana-tasma-t ... 100-m/2492
Podają 750 N/cm. Ale nie wiem co ma oznaczać taki parametr. Naprężenie było by w N/cm².
Może ktoś wie co to za jednostka? Może to siła na jednostkę szerokości takiej tkaniny?

PS. Na razie wybrałem tkaninę bo pozwala łatwo wykonać przejście ze ścianki cylindra do dennic o dużym promieniu. Bez tego zbiornik miałby małą wytrzymałość. Ale nie wykluczam też tkaniny z włókien węglowych, albo i zbiornika metalowego.
W każdym jednak wypadku potrzebuję wiedzieć jak wyliczyć jego wytrzymałość.

We wzorach wytrzymałościowych dla zbiorników występuje naprężenia dopuszczalne na rozciąganie w MPa.
N/cm czyli na 1cm szerokości masz wytrzymałość na rozciąganie. Nałóż teraz Y warstw na siebie aż osiągniesz grubość 1cm i wtedy będziesz miał 750N*Y/cm².

Dodane 6 minuty 33 sekundy:
Dennica kulista byłaby idealna.
Nie pamiętam jak się to liczyło w czasach wyższej szkółki, ale inne były obliczenia dla walca (pękają w kierunku wzdłużnym jak parówki) i inne dla dennicy, sprawdzenia na króćce, podpory itp. W Lotus 1-2-3 kiedyś to liczyłem.

Tak by wychodziło na logikę, zakładając że się nie pomylili podając tą wartość.
Po przeliczeniach wychodzi z 750 MPa, a więc w sumie mniej więcej jak dla włókna szklanego (po uwzględnieniu że tu mam tkaninę a nie osobne włókna).

Tak w ogóle to nie potrzebuję tkaniny, ale włókna w jednym kierunku (i tak tylko one będą przenosiły obciążenie). Tylko nie wiem jak to znaleźć. Po angielsku da się to znaleźć pod nazwą roving. Po polsku pod nazwą rowing znajduję tylko pojedyncze nitki. A mi trzeba taki pasek nitek, o szerokości z 10 cm. Może to ma inną nazwę? Wie ktoś?

Praktykował ktoś nawijanie zbiornika? Mam chęć to zrobić, ale jednak wolałbym nie odkrywać koła na nowo.
Jak to wygląda z zewnątrz to wiem, bo obejrzałem trochę filmików na Youtube. Ale to nie wyjaśnia strony praktycznej, czyli z czym mogą być jakieś problemy, na co zwracać uwagę, itp.

Porządne policzenie wytrzymałości zbiornika kompozytowego to nie taka prosta sprawa. Zwykle robi się to MES-em, ale jest też książka "Projektowanie kompozytowych zbiorników ciśnieniowych" A. Muca (do znalezienia w bibliotekach uczelnianych), która może się przydać.

Dzięki za namiar na książkę. Na pewno się przyda jak ją zdobędę.
Ale w moim przypadku chyba obliczenie wytrzymałości nie będzie tak trudne. Zbiornik miał być cylindryczny, i pracować prawie wyłącznie przy ciśnieniu hydrostatycznym (tylko naprężenia Hoopa, bez większych naprężeń wzdłużnych powodowanych od ciśnienia wywieranego na dennice).
A więc jest tylko jedna rzecz do policzenia: naprężenia rozciągające. Nie ma gnących.
No i cienkie ścianki, a to nie wróży dobrze analizie MES. Więc chyba i tak łatwiej i dokładniej można by policzyć ręcznie.

Ale cały plan na razie się rypł. Żywice epoksydowe miały być lepsze od poliestrowych, a się okazało że zupełnie nie idzie znaleźć epoksydowej o wytrzymałości temperaturowej większej niż ma poliestrowa (80°C).
Póki co przeliczam koszty wykonania ze stali.

atom1477 pisze: ↑

06 paź 2023, 12:36

Ale w moim przypadku chyba obliczenie wytrzymałości nie będzie tak trudne.

Trudność może tu wynikać z tego, że nie mamy do czynienia z metalem tylko z kompozytem, więc klasyczne założenia wytrzymałości materiałów (izotropowość, liniowa sprężystość itd.) mogą być niewystarczające.

atom1477 pisze: ↑

06 paź 2023, 12:36

No i cienkie ścianki, a to nie wróży dobrze analizie MES. Więc chyba i tak łatwiej i dokładniej można by policzyć ręcznie.

MES spokojnie da radę. Od tego są elementy powłokowe. Zbiorniki kompozytowe można w ten sposób liczyć z bardzo dużą dokładnością, uwzględniając nawet dziesiątki warstw o różnych kierunkach, kryteria zniszczenia itd.

StudentIB pisze: ↑

06 paź 2023, 14:00

Trudność może tu wynikać z tego, że nie mamy do czynienia z metalem tylko z kompozytem, więc klasyczne założenia wytrzymałości materiałów (izotropowość, liniowa sprężystość itd.) mogą być niewystarczające.

Dlatego do obliczeń biorę typowe wytrzymałości podawane dla kompozytów, a nie wytrzymałość samych włókien.
Nie muszę mieć dużej dokładności obliczeń. Wystarczy pewność że mam spory zapas wytrzymałości.

StudentIB pisze: ↑

06 paź 2023, 14:00

MES spokojnie da radę. Od tego są elementy powłokowe. Zbiorniki kompozytowe można w ten sposób liczyć z bardzo dużą dokładnością, uwzględniając nawet dziesiątki warstw o różnych kierunkach, kryteria zniszczenia itd.

Fajnie. O ile FreeCAD by dał radę, bo innych nie mam i nie używam.
Robiłem w nim już analizy FEM, ale nie dla elementów powłokowych.
Ale dla zbiornika chyba nie będzie mi się chciało skoro póki co projekt i tak się wyłożył na żywicy.

atom1477 pisze: ↑

06 paź 2023, 14:11

Fajnie. O ile FreeCAD by dał radę, bo innych nie mam i nie używam.
Robiłem w nim już analizy FEM, ale nie dla elementów powłokowych.

FreeCAD niestety nie wspiera analiz z kompozytami, chociaż używany przez niego solver (CalculiX) już ma takie możliwości. Musiałbyś przygotować wstępnie analizę we FreeCAD, wyeksportować plik .inp i ręcznie go edytować, dodając definicję kompozytu. Inna kwestia jest taka, że akurat elementy powłokowe w CalculiX nie są najlepsze, bo to nie prawdziwe elementy ze sformułowaniem powłokowym tylko wewnętrznie wyciągnięte elementy bryłowe.

Ale jeśli nie potrzebujesz dużej dokładności to uproszczone obliczenia analityczne albo szybka analiza MES w CalculiX powinny wystarczyć.

Ja zrobiłem bufor 2300 litry wysokości 1.5 metra, średnica 1.4m blacha 3mm koszt 2000 zł.
Góra i dół płaskie. Instalacja otwarta.

Na jakiej wysokości jest ten bufor? (względem najwyższego grzejnika albo zbiornika wyrównawczego)