Er en wire sterkere enn en stålaksling av samme diameter?

[Gjest member-63169]

Jobber i en bedrift som lager heisekraner, en på jobben påstår at en wire er sterkere enn en stålaksling av samme diameter, fordi den er tvinnet. Er ikke slitestyrken av stål gitt i Newton pr kvadratmillimeter?

En wire har jo mindre tverrsnitt av stål enn en stålaksling av samme diameter, ser ikke at tvinningen skal øke slitestyrken. kun gjøre den fleksibel.

Endret 14. juni 2009 av member-63169

[kyrsjo]

Jeg antar at du med slitestyrken mener "hvor mange Newton skal til for å rive den av"?

 

En fordel med wire er vel det at den kan fjære noe og slik oppta brå laster bedre, samt at det skal mer til for at en liten sprekk kan utvikle seg slik at hele greia knekker tvert av...

 

Jeg vet ærlig talt ikke, men jeg synes ikke det virker ulogisk.

 

På en annen side: På noen seilbåter er er "rod-stag" populære, dvs. å erstatte enkelte av wirene som holder masta på plass med stålstenger. Noen som vet hvorfor?

[Gjest member-63169]

mente det ja. Jeg tipper en ståltråd/aksling er sterkest hvis den ikke blir bøyd/knekt/sprekker etc.

[Reeve]

Det som er bra med vaiere kontra massiv stålstang, er at en vaier er nesten like sterk (jeg er usikker på om den er like sterk eller bare nesten like sterk), men den store fordelen er nok dempingen som kyrsjo nevnte, i tillegg til fleksibiliteten, altså evnen til å bøyes uten å knekke. Det er i hvertfall en av hovedgrunnene til at de bruker flere tynne tråder i ledninger.

[Sondring]

Jobber i en bedrift som lager heisekraner, en på jobben påstår at en wire er sterkere enn en stålaksling av samme diameter, fordi den er tvinnet. Er ikke slitestyrken av stål gitt i Newton pr kvadratmillimeter?

En wire har jo mindre tverrsnitt av stål enn en stålaksling av samme diameter, ser ikke at tvinningen skal øke slitestyrken. kun gjøre den fleksibel.

 

 

Ikke fordi den er tvinnet, men fordi det er forskjell på materialkvalitet i de to.

Standard akselstål flyter ved rundt 450 MPa, mens wiretråder er kaldtrukket slik at de tåler opp mot 2000 MPa. Stål med så høy flytgrense brukes sjelden i andre formål - da det er komplisert å få til den kvaliteten i store dimensjoner, det er pokker så hardt (og dermed vanskelig å bearbeide), og mest viktig: Grensen mellom flyt og brudd er veldig veldig liten - så når ting først går gale, så går det veldig gale.

 

Kjører en med "compact strand" tau, eller lignende tvinnet tau - så vil stål-arealet i tau'et være tilnærmet likt en aksling av samme diameter; men da også tåle 4-5 ganger mer.

Endret 15. juni 2009 av Sondring

[kyrsjo]

Det som er bra med vaiere kontra massiv stålstang, er at en vaier er nesten like sterk (jeg er usikker på om den er like sterk eller bare nesten like sterk), men den store fordelen er nok dempingen som kyrsjo nevnte, i tillegg til fleksibiliteten, altså evnen til å bøyes uten å knekke. Det er i hvertfall en av hovedgrunnene til at de bruker flere tynne tråder i ledninger.

 

Hovedgrunnen til at man bruker mange tynne tråder i ledninger er ikke mekanisk styrke, men at høye frekvenser kun ledes i ytterkanten av en leder. Det betyr at om man hadde laget ledningen som en tykk kobbertråd, så hadde motstanden vært kjempehøy, da strømmen kunne hadde kunnet gå i det ytterste laget.

http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

 

Jobber i en bedrift som lager heisekraner, en på jobben påstår at en wire er sterkere enn en stålaksling av samme diameter, fordi den er tvinnet. Er ikke slitestyrken av stål gitt i Newton pr kvadratmillimeter?

En wire har jo mindre tverrsnitt av stål enn en stålaksling av samme diameter, ser ikke at tvinningen skal øke slitestyrken. kun gjøre den fleksibel.

 

 

Ikke fordi den er tvinnet, men fordi det er forskjell på materialkvalitet i de to.

Standard akselstål flyter ved rundt 450 MPa, mens wiretråder er kaldtrukket slik at de tåler opp mot 2000 MPa. Stål med så høy flytgrense brukes sjelden i andre formål - da det er komplisert å få til den kvaliteten i store dimensjoner, det er pokker så hardt (og dermed vanskelig å bearbeide), og mest viktig: Grensen mellom flyt og brudd er veldig veldig liten - så når ting først går gale, så går det veldig gale.

 

Kjører en med "compact strand" tau, eller lignende tvinnet tau - så vil stål-arealet i tau'et være tilnærmet likt en aksling av samme diameter; men da også tåle 4-5 ganger mer.

 

Hva er flytgrense?

[Sondring]

Hva er flytgrense?

 

Når en belaster et materiale, så når en et punkt der materialet begynner å flyte.

Ta for eksempel en binders - bøyer du den bittelitt, så spretter den tilbake i posisjon, men bøyer du den mer enn det den tåler (på grunn av flytgrensen) så får den en ny form.

Bøyer du den mer enn dette, så vil du tilslutt rive av bindersen (bruddgrensen).

 

Bedre forklart, men på engelsk:

http://en.wikipedia.org/wiki/Yield_(engineering)

 

 

Vanlig stål oppfører seg litt som bindersen, overbelaster du det - så får det en ny form, men det brekker ikke helt av.

Wire-stål er herdet så sterkt at det har mistet all denne formbarheten, det ryker rett av ved overbelastning.

Det at det ryker rett av uten forvarsel er en av hovedgrunnene til at slikt stål ikke benyttes mye i konstruksjoner og maskiner.

Endret 15. juni 2009 av Sondring

[nebrewfoz]

Gode, gamle Almar-Næss har den fullstendige forklaringen på dette ... og mye, mye annet. (Lurer på om jeg fortsatt har et eksemplar i kjelleren et sted? Nå kunne det kanskje vært artig å kikke på den eigjen. Nå som det ikke er pensum ...)

[Sondring]

Gode, gamle Almar-Næss har den fullstendige forklaringen på dette ... og mye, mye annet. (Lurer på om jeg fortsatt har et eksemplar i kjelleren et sted? Nå kunne det kanskje vært artig å kikke på den eigjen. Nå som det ikke er pensum ...)

 

Anbefales, det er også lett å plyndre kurs-kompendier

http://www.uio.no/studier/emner/matnat/kje...8-Mekaniske.ppt

 

Fin greie om wire-tau også, fra et praktisk ståsted:

http://www.seile.com/bro_nor/wire_rope_forensics.pdf

[nebrewfoz]

Rene ingeniør-p0rn0en det der ...

[Admin'c]

så den magiske formelen er

 

flytespenning (yield strength)=kraft/areal ved rent strekk/trykk (pga slankheten (diameter/lengde) kan man se bort fra trykk pga knekking).

 

Så er det bare å regne....

 

 

 

 

 

 

 

Og wire blir brukt mye i vindkryss i bygninger for å overføre krefter.

Endret 15. juni 2009 av Admin'c

[Sondring]

Og wire blir brukt mye i vindkryss i bygninger for å overføre krefter.

 

Å, definitivt. Wire har mange bruk, selv når ikke trenger de tøyelige egenskapene - men sikkerhetsfaktoren som benyttes er jo vesentlig høyere.

 

Typisk for løfteinnretninger så varierer den alt etter materiale brukt (tall etter husk, så ikke arrester meg for feil ):

Vanlig stål ~ 1.7

Kjetting ~ 3.3

Wire ~ 5

Plastikk-tau ~ 7

 

Wire-vindkryss er vel helst ved mindre dimensjoner dog, for å lette montasjen? Husker egentlig å ha sett flest rør-baserte vindkryss.

[SirDrinkAlot]

Grunnen til at en wire er sterkere enn en tilsvarende cylinder av stål el. er vel fordi defektene ikke spres. Akkurat derfor glassfiber er sterkere enn glass osv.

[Admin'c]

nope, er ulike stålklasser. Stål får ulike egenskaper ved ulike temperaturer ved at det dannes ulike korn.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Steel se fasediagram. Søker du på fasthetsklasser så får du vite hvilke styrker du kan få stål i s355 er vel det vanligste som står for 355 N/MM (se formel fra tidligere)

[Sondring]

Jeg er helt enig at for wire så får en størsteparten av styrkeforskjellen i endringen av stålkvalitet - men en skal ikke se vekk fra SirDrinkAlot's post

Det å begrense skadeomfanget til en defekt ved å ha mange parallelle strenger, som i en wire, fungerer nokså fin. Hadde man hatt tilsvarende defekt i en aksling, så ville en fått en sprekkvekst som til slutt ville gått til brudd.

 

Det blir litt mye metallurgi her - så jeg er på tynn is - men det hele avhenger vel litt om svakheten til materialet kommer av dislokasjonssperrer, utmatningsbrudd eller brudd i korngrenser ?

Jeg mener å huske at f.eks. turbinblader fabrikeres ved kontrollert nedkjøling slik at en bare får ett korn i hele bladet - slik at det er uten korngrenser, og dermed sterkere (mhp på utmatning og siging dog).

 

 

I denne diskusjonen er det vel dog vel verd å merke seg at det er litt forskjell på hva en ting tåler på papiret, og hva som tilslutt får en detalj til å feile.

Endret 8. juli 2009 av Sondring

[Rata101]

[Admin'c]

Jeg er helt enig at for wire så får en størsteparten av styrkeforskjellen i endringen av stålkvalitet - men en skal ikke se vekk fra SirDrinkAlot's post

Det å begrense skadeomfanget til en defekt ved å ha mange parallelle strenger, som i en wire, fungerer nokså fin. Hadde man hatt tilsvarende defekt i en aksling, så ville en fått en sprekkvekst som til slutt ville gått til brudd.

 

Det blir litt mye metallurgi her - så jeg er på tynn is - men det hele avhenger vel litt om svakheten til materialet kommer av dislokasjonssperrer, utmatningsbrudd eller brudd i korngrenser ?

Jeg mener å huske at f.eks. turbinblader fabrikeres ved kontrollert nedkjøling slik at en bare får ett korn i hele bladet - slik at det er uten korngrenser, og dermed sterkere (mhp på utmatning og siging dog).

 

 

I denne diskusjonen er det vel dog vel verd å merke seg at det er litt forskjell på hva en ting tåler på papiret, og hva som tilslutt får en detalj til å feile.

 

 

Er sikkert på bærtur men fasthetsklasse angir vel bare en kurve som materialet må følge, og man antar vel at dette er snakk om at begge deler tar strekk og akslingen blir belastet likt med wiren (mao last virker paralelt med aksel) Dermed vil fasthetsklasse og areal være de to tingene som avgjør. Og selvsagt må man anta at stålet er perfekt i begge tilfeller og at lasten påføres sakte til brudd.

 

Dermed med lik fasthetsklasse og likt areal skal de oppføre seg likt med mindre wirekonstruksjonen gir noen ekstra fordeler som jeg ikke har sett. Og det å snakke om sikkerhet ved delvis brudd i wiren inngår vel ikke i diskusjonen og har vel ikke noe å si, for er wiren maks lastet og en bit av den ryker må jo resten ryke. Det er bare ved tretthet det skal ha noe å si. Da kan jeg jo si at økt seighet i akselen gjør det mer sikkert ettersom man kan måle når akselen har gått i plastisk brudd og må skiftes. Tretthetsbrudd er det dog værre med

[Sondring]

Er sikkert på bærtur men fasthetsklasse angir vel bare en kurve som materialet må følge, og man antar vel at dette er snakk om at begge deler tar strekk og akslingen blir belastet likt med wiren (mao last virker paralelt med aksel) Dermed vil fasthetsklasse og areal være de to tingene som avgjør.

 

Wire har en litt annen e-modul enn en tilsvarende stålbit på grunn av oppbygningen, men i begge tilfeller ja - Wire will dog deformere seg mer under samme last og areal (, der er forskjellig fra stål og wire - noe som sykkelen til Rata101 benytter seg litt av i tillegg til innlagt fjær i wire-oppheng ).

Punktet hvor et perfekt materiale går til brudd er bestemt av bruddgrensen, som da wire har mye høyere verdi i enn vanlig stål.

 

 

Og det å snakke om sikkerhet ved delvis brudd i wiren inngår vel ikke i diskusjonen og har vel ikke noe å si, for er wiren maks lastet og en bit av den ryker må jo resten ryke. ... Tretthetsbrudd er det dog værre med

 

Både og - hvis du prøver for ren avrivning, så har du helt rett - da har wirekonstruksjonen ingenting å si. Formlene gitt ovenfor bestemmer når ting går gale, og er areal likt vil den høyere bruddspenningen gjør at wire holder mest.

I praksis for de bitene jeg lager dog, så er sikkerhetsfaktor så lav (~2) at utmatningsspenningene ofte kan bli dimensjonerende. Og i slike tilfeller vil en wire leve lenger (gitt at areal holdes likt).

I tillegg til dette bør en være obs på at wire vil tåle litt mindre enn "ideelt" på grunn av ende-termineringene - dette har mer å si for grovere wire brukt til skip og løft dog, for byggeformål og små wire under Ø20 brukes det mest støpte forbindelser som bevarer kapasiteten).

[FlinkeFreddy]

Leste bare de tre første innleggene, men en vaier er sterke enn en stålaksling. Det er derfor man bruker svære vaiere på f.eks broer. Så på discovery her om dagen at en vaier tåler ca 30-50% mer vekt.

 

Bruksområde er selvfølgelig et tema, og der det brukes vaier på en heisekran, er det nok best med vaier Vice versa..

[DennisAlfa]

S355 er konstruksjonsstål. Betegnelsen S355 S står for følgende: S= konstruksjonsstål, det betyr at dette er 

egnet stål for konstruksjon/produksjon.

 

355 er minste flytegrense i N/mm^2