דיון: אלומיניום או פלדה עבור סקידפלייט ?

[ryanai]

המטרה הנוכחית שלי היא בניית Skidplate לרכב.

אני מתלבט בין אלומיניום ופלדה וראיתי שהנושא עלה בכמה דיונים בעבר אבל עדיין חסרים לי נתונים. בארץ בונים מיגונים מאלומיניום 5052 בעובי 6 מ"מ בחו"ל מעדיפים פלדה מגולוונת בעובי של 3/16" (בערך 4.8 מ"מ).

בינתיים הצלחתי להבין ש:

הפלדה זולה, זמינה ונוחה יותר לעבודה.
האלומיניום קל יותר ולא מחליד (ע"פ נמרוד ליטר אלומיניום שוקל 2.7 ק"ג לעומת 7.8 לפלדה).

כמו כן (שוב תודה לנמרוד) "מבנה (לצורך העניין פח) מפלדה יהיה יותר חזק ממבנה מאלומיניום בעל אותם מידות".

אני מניח שלרוב היישומים מה שמעניין מבחינת חוזק המבנה הוא הנקודה בה הדפורמציה מתחילה להיות פלסטית (עם דפורמציה אלסטית אפשר לחיות לא ?)
אז השאלה היא מה הנוסחה שנותנת את הכח המקסימילי שניתן להפעיל במרכז לוח שעוביו T מ"מ וגודלו XxY מ"מ כאשר הלוח עשוי מפלדה/אלומיניום.

כמו כן האם יש עוד נתונים שצריך לקחת בחשבון ?
(למשל בגלל פוטנציאל גלווני שונה בין 2 המתכות רצוי לבודד בינהם ע"מ למנוע התחמצנות מהירה בנוכחות מים)

(הערה: הכותרת שונתה ע"י המערכת. נא להקפיד על כותרות אינפורמטיביות כמה שיותר)

[נמרוד]

בלי להכנס יותר מדי לפרטים, כי אין לי זמן לזה וזה באמת מעבר לגבולות הפורום... אפשר להגיד, בגדול, שאלומיניום יותר חזק מפלדה עבור משקל נתון. ושוב, זה בלי להכנס בכלל להגדרות של "חוזק". לכן, אם המשקל חשוב מאד (במטוסים, טילים, מכוניות מרוץ) יש נטייה להשתמש באלומיניום איפה שרק אפשר, כי עבור חוזק נתון , שהמהנדסים חישבו ודורשים, מבנה מאלומיניום יהיה קל יותר מאשר פלדה. כמובן שיש חומרים עם יחס חוזק/משקל עוד יותר טוב מאלומיניום (עם בעיות אחרות) ותעשיות התעופה/מירוצים משתמשות גם בהם.

לעומת זאת, בשימושים שבהם החוזק האבסולוטי חשוב יותר מאשר חסכון במשקל - דוגמאת קשת התהפכות, כני נסע של מטוסים, ברגים פינים ומחברים שונים - חלקים שלא ידוע מה העומס שהם יעמדו בו, והתפקיד שלהם בטיחותי... החומרים החזקים ביותר הם עדיין פלדות.

עכשיו איפה אתה נכנס בכל הסיפור הזה? היתרון של האלומיניום הוא כאמור בחוזק למשקל. אם חשוב לך לחסוך כל גרם, אזי סקידפלייט מאלומיניום 6 מ"מ חזק יותר מאשר פלדה 3 מ"מ , וגם קל יותר. אבל אתה יכול לעשות אותו מפלדה 4,5, או 6 מ"מ ואז הוא חזק יותר מאלומיניום (איזה עובי של פלדה בדיוק יתן את אותו חוזק כמו 6 מ"מ אלומיניום זה חישוב שלא קשה לעשות אבל אני לא נכנס אליו, כי נצטרך עכשיו להגדיר בדיוק את החומרים, לחפש את התכונות שלהם בטבלאות...), ומה אכפת לך מעוד 2-3 קילו?

היתרון החשוב יותר של האלומיניום הוא אסטטי. אלומיניום מהסוגים הנפוצים באמת לא מחליד, ופשוט נראה טוב. זה חשוב, כי הדבר הזה חוטף מכות ונשחק ואין שום ציפוי צבע או שכבת מגן שיחזיקו מעמד, לוח פלדה יראה פחות ופחות טוב עם הזמן.

[ryanai]

נמרוד תודה,

אני מבין את היתרון האסטטי באלומיניום, אבל הבעיה שלי היא בין השאר חישוב החוזק הנדרש.
כמו כן באותו מחיר ניתן לבנות 3-4 פלאטות מפלדה או אחת מאלומיניום.

לא נראה לי הגיוני שמיגון לטרופר וויטרה יעשה מאותו חומר (אלומיניום 6 מ"מ).
בנוסף אני לא רוצה לבנות "מיגון" שתפקידו להגן על הרכב במהירויות גבוהות מפני מכות.

הסרן הקידמי שלי הוא לא חי, לכן מרווח הגחון הוא סטטי. כיום לא ניתן "להחליק" על הגחון כי אני אתקע בין הגשרים של הדיפרנציאל הקידמי לגשר הגיר או גשר הטרנספר. אני רוצה "לחבר" את 3 הגשרים הרוחביים במשטח שיאפשר לי "להחליק" על סלעים (מכאן השם skidplate).

ההגנה על המיכלולים היא תוספת ברוכה אבל לא באמת נחוצה - אני אתקע על הגשרים שהוזכרו למעלה הרבה לפני שאני אפגע ברכבת הכוח - היא פשוט נמצאת מעל לקו של קורות השילדה...
(למרות שאני בחור מוכשר :twisted: - כפי שאיתי יכול להעיד).

יכולתי לשאול שאלה מדוייקת (ראה חנן והסולם) עם הנתונים של הבעיה שלי - ואני מניח שיש פה מי שייתן לי את התשובה. ומה יהיה בפעם הבאה ? אין לי גישה לטבלאות ולנוסחאות המתאימות. אבל אם מישהו יתן לי את הנוסחה המתאימה + המקדמים הנכונים לפלדה/אלומיניום אני אוכל לעשות את החישוב בעצמי גם בפעם הבאה.

תנו לי חכות לא דגים...

[נמרוד]

את כל הטבלאות והנוסחאות אפשר למצוא באינטרנט. השאלה היא האם אתה יודע מה לעשות איתם. מה שחסר לך זה הדברים הבסיסיים. אם אתה רוצה ללמוד חוזק חומרים באופן עצמאי ובלי רקע הנדסי, זה קשה. הספר המוכר ביותר שכל מהנדס מכונות פחות או יותר למד איתו, זה Mechanical Engineering Design של שיגלי, היום כבר במהדורה שביעית:


http://www.amazon.com/exec/obidos/AS...692372-7822447
יקר מאד, אבל זה הספר הכי "אנושי" שאני יכול לחשוב עליו.

כל עכברי הטכניון - כשיש מכירות חיסול בספריות, אם אתם נתקלים בעותקים של שיגלי, לא משנה איזו מהדורה, תקנו! ותקנו אחד בשבילי גם!

ובכל זאת, לשאלה הספציפית שלך - תחדד אותה ותכניס את כל הנתונים, כולל איך ולמה זה אמור להתחבר, ואני יכול לעזור לך ולעשות חישוב לדוגמא שיועיל לך גם בעתיד. רק מה, זה לא יהיה מיידי, צריך לחכות שאני אפול על איזה יום משעמם במיוחד ובזמן האחרון אין לי כאלו.

[ryanai]

נמרוד עד לא מזמן גרתי ליד הטכניון והייתי יכול "לקפוץ" לספרייה ולקחת את הספר.
האמת, גם במהלך התואר העדפתי את האינטרנט ע"פ ספרים... :twisted:

אני אנסה לחדד את הבעיה שלי.
היא דומה לבעיית "הסולם של חנן" (C) שהועלתה בשירשור הזה:
http://www.jeepolog.com/jp_forum/viewtopic.php?t=1337

יש לי פלטה ממתכת (אלומיניום או פלדה) בגודל של 70X50 ס"מ הפאות הקצרות נסמכות על גישרי פלדה. (למעשה 70 זה המרחק בין נקודות העיגון לגשר - המרחק בין שפות הגשרים קטן יותר). משקל הרכב שהוא עמוס בערך 1.5 טון, נראה הגיוני לדרוש עומס כפול, כלומר 3 טון.

השאלה היא: איזה עובי במ"מ של פלדה/אלומיניום נדרש ע"מ שהמשטח לא יקרוס בעומס נקודתי של 3 טון (בקריאה שניה, זה המון, הרבה יותר ממה שבאמת יופעל עליו במציאות, אולי בחרתי עומס גבוה מידי ?)

ושאלת בונוס שתוכל לעזור לי (ולא רק לי) בעתיד: כמה מ"מ של אלומיניום שווים ל 1 מ"מ של פלדה מבחינת חוזק (ההתיחסות היא לפלטה ישרה ללא כיפופים).

כמו בתמונה, אבל במקום סולם פלטה אחידה בגודל 70X50:

[עודדוש]

שלום
ryanai כתב:

אני מניח שלרוב היישומים מה שמעניין מבחינת חוזק המבנה הוא הנקודה בה הדפורמציה מתחילה להיות פלסטית (עם דפורמציה אלסטית אפשר לחיות לא ?)

לדעתי אתה מתעלם משני הבדלים בין מיגון גחון לפלטת החלקה:
1) מיגון גחון מבוסס על זה שהמתכת כן תתעוות פלסטית ובכך תספוג את עוצמת המכה. ביעוד זה אלומיניום עדיף על פלדה משום שדרושה אנרגיה רבה יותר לשבור אלומיניום מאשר לשבור פלדה באותם מידות וזאת כי הוא גמיש יותר.
2) קושי המתכת ופני השטח. אלומיניום רך מפלדה, משמעותית, דבר שאין לא משמעות במיגון אולם בפלטה שמיועדת לזחילה יתכן והדבר משמעותי יותר.
באופן כללי תוותר על הרעיון בלמצוא פלטה שלא תתעוות פלסטית אפילו ממכה של 500 ק"ג לפחות בעוביים המוזכרים.
בהצלחה
עודד