Hallo Leute, ich will einem Gerät einen Falltest unterziehen. Dabei soll ein Schock mit 15g entstehen. Also sozusagen soll das Gerät mit 15g aufprallen. Das Gerät wiegt 5kg. Natürlich spielt bei der Sache ja auch der Untergrund auf dem das Gerät aufprallt eine Rolle. Sagen wir mal ich würde es auf einen Betonboden aufprallen lassen, wie kann ich jetzt berechnen aus welcher Höhe ich das Gerät fallen lassen muss? In meiner Internetrecherche bin ich auf http://jumk.de/formeln/beschleunigung-zeit.shtml und http://jumk.de/formeln/beschleunigung-weg.shtml gestoßen, aber ich glaube das bringt mich auch nicht weiter ...
Markus Wi*** schrieb: > ich will einem Gerät einen Falltest unterziehen. Dabei soll ein Schock > mit 15g entstehen. Also sozusagen soll das Gerät mit 15g aufprallen. Hattest du im Studium kein Fach Physik? Das wäre schlecht! Ein Aufprall auf den Betonboden könnte einige 100g hervor bringen. Ansonsten würde ich mir für die definierte Beschleunigung eine geeignete Feder am Boden Aufprallort überlegen. Selbst spontan in Sekunden sofort zu rechnen beginnen, bekomme ich indessen jetzt auch nicht hin, Physik ist schon länger her. Aber man muß ja nur wissen, wie man es an geht.
Die Zeit, in der diese Kräfte einwirken, spielt eine entscheidende Roll. Lies Dich mal etwas in die allgemeine Problematik von Beschleunigungskräften ein. Dann kannst Du besser spezifizieren was die genauen Anforderungen an Dein Testobjekt sind.
Bei Bremsdistanz Null wird die Kraft unendlich. Also erst mal fuer eine definierte Distanz schauen...
und schrieb: > Bei Bremsdistanz Null wird die Kraft unendlich. Also erst mal fuer eine > definierte Distanz schauen... Ich denke du meinst damit den Untergrund? Naja deshalb bin ich ja davon ausgegangen das ich es auf einen Betonboden fallen lassen muss. Es geht mir eigendlich nicht darum das ich ganz exakt auf 15g komme, sondern mehr darum ein Gefühl dafür zu bekommen, was denn das Gerät aushalten muss. Und da es eben im täglichem Einsatz auch mal fallen gelassen werden kann soll es halt diese 15g aushalten. Teo Derix schrieb: > Die Zeit, in der diese Kräfte einwirken, spielt eine entscheidende Roll. > Lies Dich mal etwas in die allgemeine Problematik von > Beschleunigungskräften ein. Dann kannst Du besser spezifizieren was die > genauen Anforderungen an Dein Testobjekt sind Ok, dann werde ich mal ein bisschen weiter googeln .. hast du schon einen Tipp?
Hi, eigentlich ists ganz einfach, wenn man mal die Luftreibung vernachlässigt und einfach annimmt, dass die Verzögerung konstant ist: Lass Ding aus 150 cm Höhe fallen und sorg dafür, dass es der Bremsweg 10 cm beträgt, also z.B. in dem Du es auf eine fester Schaumstoffmatratze wirfst (da ist die Verzögerung leider nicht konstant) vielleicht besser in den Schlamm da dürfte die Verzögerung gleichmäßiger sein. Analog gehen natürlich auch 15 cm, dann muss das Gerät eben innerhalb von 1 cm gebremst werden. Grüße Flo
Hallo, die von dir gewünschten 15g sind eine Beschleunigung, die hat erstmal überhaupt nichts mit der Fallhöhe zu tun. Was bei einem Absturz die interessantere Größe ist, ist die Energie. Diese muss nämlich am Ende des Falls von dem Gerät in Form von elastischer- und plasitscher Verformung aufgenommen werden. Von daher wäre ein Falltest, bei dem das Gerät aus einer definierten Höhe fallen gelassen wäre besser. Das ganze dann am Besten auf einen harten Untergrund wie Beton, damit nicht der Untergrund sondern das Gerät die Energie aufnehmen muss. Die Beschleunigung, die auf die einzelnen Komponenten des Gerätes wirken sind auch stark vom Gehäuse und der Montage abhängig. Lässt du das Gerät auf eine unendlich harte Oberfläche (was für nach meinem Gefühl ein massiver Betonboden ist) fallen und das Gehäuse ist ebenfalls unendlich hart, so ergibt sich eine unendlich hohe Beschleunigung und das Gerät wird zerstört. Am Betonboden kannst du nichts ändern, wenn es also unbeschadet bleiben soll muss das Gerät selbst dafür sorgen, das die Strecke für das Abbremsen größer wird. Am besten funktioniert das mit plastischen Verformungen, was allerdings einen Schaden am Gerät hinterlässt (z.B. Knautschzone beim Auto). Um unbeschadet das ganze zu überstehen dürfen nur rein elastsiche Verformungen auftreten (z.B. Luftpolsterkissen beim Versand). Wenn du allerdings wirklich nur mit definierten Beschleunigungen testen willst benötigst du einen Aufbau, der zuverlässig eine Beschleunigung erzeugt. Das kann ein Aufprall nicht leisten, da es dabei zu viele Variablen gibt. Als Aufbau für definierte Beschleunigungen würde mir Kreisbewegung einfallen, die in einen Linearbewegung umgesetzt wird (z.B. Kurbelwelle auf Kolben). Dabei kannst du mir einer definierten und einfach zu messenden Drehzahl drehen und erhälst über die Geometrie daraus eine sinusförmige Beschleunigung. Gruß Kai
Joar Kai hat das schon ganz gut beschrieben. Also ich komme aus der Automobilbranche (nicht ganz. eigentlich Maschinenbau zum Test von Automobilen aber egal). Es kommt jetzt ganz stark auf das Gewicht und die größe deines "Gerätes" an (lach). Ist es relativ schwer oder leicht? Elektrisch/Pneumatisch dürftest du bei einem leichten Gerät eideutig einfacher ans Ziel kommen. Sollte es jedoch en Brocken von 100kg sein kannst du auch auf Hydraulik umswitchen. Unsere Maschine fährt die Beschleunigungen, die bei einem Autounfall auftreten nach. Dies wird durch eine lineare bewegung (Kolben) realisiert, und durch durch eine Wegregelung(Servo Hydraulik) geregelt. Wenn du an Hydraulik Aktoren ran kommst würde ich das mit einem Zylinder versuchen. Über den Druck, die Strömungsgeschwindikeit, die Kolbenmasse und die Kolbenfläche kannst du wunderbar die beschleunigung ausrechnen bzw. umgekehrt. Somit kannst du dann auch den Test mehrfach, mit immer dem selben Beschleunigungsverlauf widerholen. P.s. in Automobilen werden etwa 100ms des Beschl.Signals (10g-70g) betrachtet. Anstieg->Spitze->Abstieg. Hat zwar was mit dem Unfall selbst zu tun, aber Elektronik und Mechanik werden so konzipiert dass sie die in dem Zeitraum auftretenden Kräfte aushalten.
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Hallo In Testlabors würde man ein definierten Falltest mit einer Schocktestmaschine simulieren, z.B. so etwas: http://www.rms-testsystems.de/index.php/de/schockmaschinen (Bild rechts oben) Da wird der Prüfling auf einen Stahltisch befestigt, welcher pneumatisch in die Höhe gefahren wird (z.B. 20cm) und auf einen weiteren Stahlkörper fallengelassen wird. Dadurch entstehen kurzzeitig sehr sehr hohe Beschleunigungen (>>1000g). Man verringert in diesem Fall die Beschleunigung, indem man die Fallhöhe verringert sowie spezielle Dämpfungskissen, aus unterschiedlichen Materialien, zwischen die Stahlkörper befestigt. Dabei ändert sich nicht nur die Amplitude, sondern gleichzeitig auch die Schockbreite (=Zeit). Die Beschleunigungskurve ist halbsinusförmig und der Flächeninhalt unter der Kurve entspricht der von Kai angesprochenen Energie. Das heisst, du brauchts zwingend neben der Angabe der maximalen Beschleunigungsamplitude tatsächlich noch die Schockzeit! Praktisch macht man das dann an einer Schocktestmaschine so, das man solange Kombinationen aus Dämpfungskissen und Fallhöhe variiert, bis man die gewünschte Kurvenform hat, erst dann wird der Prüfling befestigt und getestet. Diejenigen, die behaupten man könne sowas berechnen, sind vielleicht promovierte theoretische Physiker, haben aber mit der Praxis rein gar nichts am Hut. Ermittelt wird die Schockkurve mit Beschleunigungssensoren auf dem Prüftisch. Zu deinem Fall: 15g bei einer Prüflingsmasse von 5kg sind nicht viel. Wenn man z.B. eine halbsinusförmige Schockbreite von 5ms annimmt, würde man sowas eher mit einer Vibrationsanlage wie dieser testen: http://www.rms-testsystems.de/index.php/de/schwingungstechnik/luftgekuehlt/erreger30-35kn Da kann man nämlich nicht nur Vibrationen mit testen (Sinus und Rauschen) sondern auch Shockkurven genau per Software vorgeben und reproduzierbar abtesten. Marcus
> Zu deinem Fall: 15g bei einer Prüflingsmasse von 5kg sind nicht viel.
Huch wo stehten das ? Ach da .. ach mist... :D Ok mein Beitrag war
überflüssig.. Was solls ^^ 10 minuten näher am Feierabend
Um bei unserem Rütteltisch eine Beschleunigung von 15g zu erreichen sind folgende Einstellungen nötig: 5 kg Prüflingsgewicht 7 mm einfache Auslenkung 1000 mm/s Geschwindigkeit Schwingfrequenz: 23,4 Hz Nur mal so um sich das Vorstellen zu können.
Markus Wi*** schrieb: >> Bei Bremsdistanz Null wird die Kraft unendlich. Also erst >> mal fuer eine definierte Distanz schauen... > > Ich denke du meinst damit den Untergrund? Naja deshalb bin > ich ja davon ausgegangen das ich es auf einen Betonboden > fallen lassen muss. Du wirst Dich wundern. Es gibt einen klassischen physikalischen Schulversuch, bei dem eine Stahlkugel auf eine Stahlplatte fallengelassen wird. Fallhöhe ist vielleicht 30cm. Über verschiedene Kniffe werden Stoßzeit, Stoßkraft, Beschleunigung usw. ermittelt. Auf die Kugel wirken x-tausende g ein. Tausende! > Es geht mir eigendlich nicht darum das ich ganz exakt > auf 15g komme, sondern mehr darum ein Gefühl dafür zu > bekommen, was denn das Gerät aushalten muss. Und da es > eben im täglichem Einsatz auch mal fallen gelassen werden > kann soll es halt diese 15g aushalten. 15g im Zusammenhang mit "fallen lassen" ist sehr wenig. [...] > Ok, dann werde ich mal ein bisschen weiter googeln .. hast > du schon einen Tipp? Stichworte: Kraftstoß, Impuls, elastischer/plastischer Stoß.
http://www.axtal.com/data/buch/Kap3.pdf#page=52 ...ist für Schwingquarze eine Prüfung nach DIN IEC 68-2-32 Prüfung Ed vorgesehen...
Als Ergänzung zu(m) Rüttler: 50Hz Sinus und 1,5mm Amplitude (3mm PP) -> 150m/s² lass brummen mann! F=m*a = 5kg*150m/s²= 750N Feder nehmen und mit dem 15fachen der Testmasse (75kg) belasten und arretieren. Gerät auf die Feder stellen und Arretierung lösen... ggf. Auffangen nicht vergessen ;) Variation: Gerät an der Feder befestigen Je nach Federkonstante wird das System jetzt mit einer Frequenz und Amplitude schwingen z.B mit 50Hz und s_pp=3mm, v_peak=0,466m/s oder bei 2,72Hz und etwa s_pp=1m, v_peak=8,6m/s (nix Masse und Verluste in der Feder)
Markus Wi*** schrieb: > Und da es eben im täglichem Einsatz auch mal fallen > gelassen werden kann soll es halt diese 15g aushalten. Warum nur die 15G, siehe den schönen Beitrag von MarcusW. Eine zulässige "Schockangabe" findet sich in den Betriebsanleitungen wenn der Hersteller von einer möglichen "Vibrationsbelastung" ausgeht... Für handgehaltene Geräte gibt es in Normen häufig eine Anforderung "Falltest" mit Höhenangabe (typisch 1m), als Untergrund wird gerne Betonboden angegeben. Ansonsten wird die mechanische Beständigkeit -bzgl. der Sicherheit- durch Energiewerte bei einem Schlagtest bestimmt (früher der 3. Buchstabe bei der IP-XX Schutz Angabe), zu finden in der EN 62262, IK-Klassifikation, 1-, 2-, 5, ... Joule. Geschlagen wird immer auf die Stellen welcher der Prüfer als kritisch betrachtet (Sichtfenster, Schalter, Gehäuse-Ecken!).
Markus Wi*** schrieb: > ich will einem Gerät einen Falltest unterziehen. Professionell oder nur zum "ausprobieren"? In ersterem Fall solltest du dich an eine Firma wenden die sowas anbietet. Denen kannst du genau sagen was du haben willst (siehe vorherige Beiträge), dann wird das eingestellt, dein Gerät draufmontiert und gerüttelt. Das ist relativ schnell erledigt. Den Preis kenn ich leider nicht, sollte sich aber im Rahmen halten, da deine Anforderungen nicht allzu hoch sind.
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