MTS Drehzylinder der Serie 215 - Handbuch (Seite 42)

Drehzylinder der Serie 215 – Produkthandbuch 42
Definition nützlicher Begriffe aus der Mathematik
Betrieb
Die Temperatur einer Stahlwelle mit einem Durchmesser von 25,4 mm (1 Zoll)
und einer Länge von 1.270 mm (50 Zoll) wird um 22 °C (40 °F) erhöht. Durch
den Temperaturanstieg des Prüflings dehnt sich die Welle um ca. 0,305 mm
(0,012 Zoll). Wenn die Welle in einem Kraftstrang mit einem Drehzylinder der
Serie 215 montiert ist, übt diese Dehnung eine Kraft von 6.000 lbs. auf die
Zylinderlager aus.
Um die entstehende Kraft auf einen akzeptablen Höchstwert zu beschränken,
werden flexible Membranen in den Kraftstrang integriert. Wird die Steifigkeit
der flexiblen Membran mit dem Maß der Ausdehnung des Prüflings multipliziert,
ergibt dies die axiale Belastung der Zylinderlager.
Anhand der folgenden Formel wird die max. axiale Belastung der Zylinderlager
bei Verwendung von flexiblen Membranen ermittelt:
Membransteifigkeit (max. axiale Ablenkung der Membran) = max. Axiallast
Seitenlasten
Seitenlasten, die in der Regel bei Fehlausrichtung des Prüflings oder Elastizität
der Grundplatte oder des T-Nutentisches entstehen, liegen u. U. zur gleichen Zeit
an wie Axiallasten. Weiche Prüflinge (z. B. ein Stück Gummischlauch) üben in
der Regel relativ geringe Seitenlasten auf den Zylinder aus. Der Grund hierfür
liegt darin, dass sich der Prüfling leicht biegt und nur wenig Widerstand auf die
durch die Drehbewegung der Grundplatte entstehende Ablenkung ausübt. Wenn
der Prüfling jedoch steifer ist (z. B. Stahl), entsteht durch die Fixierung im
Prüfaufbau und den stärkeren Widerstand des Prüflings auf Verbiegungen eine
wesentliche Seitenlast auf die Zylinderlager und den Drehmomentaufnehmer.
Auch hier können flexible Membranen die Seitenlasten auf einen praktischen
Grenzwert senken.
Hinweis Die Nutzungsdauer des Zylinders wird in der Regel durch starke Axial-
und Seitenlasten verkürzt. Aus diesem Grund wird die Verwendung
von flexiblen Membranen und einer starren Grundplatte auch dann
empfohlen, wenn die Axial- und Seitenlastwerte für den
Versuchsaufbau ausreichen.
Definition nützlicher Begriffe aus der Mathematik
Die folgenden Begriffe werden in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt und
sowohl als US- als auch SI-Einheiten angegeben.
Begriffe aus der Mathematik
B EGRIFF D EFINITION B EGRIFF D EFINITION
a Abstand von der Mittellinie des Zylinders
bis zur Mitte der Grundplatte (mm) (Zoll). k2 Laterale Steifigkeit eines massiven
zylindrischen Prüflings (kN/mm) (lbf/in)
12 ET IL2 3
β 0,333 - 0,21 (d/b) k F1 Horizontale Winkelsteifigkeit von Zylinder
und Biegeelementen von
Reaktionshalterungen (N·m/rad) (lbf·in/rad)
M F1 / θ F1
b Breite der Reaktionsgrundplatte (mm)
(Zoll) k F2 Laterale Steifigkeit von Membranen
(lbf·in/rad)
=M F2 / θ
F2