Seuraa 
Viestejä45973

Mietin tässä polkupyörän rungon rakentamista puusta, tarkemmin sanottuna liimapuusta. Käytettävissäni olevan tiedon mukaan rungon voi rakentaa poikkileikkaukseltaan neliömäisestä ontosta teräsputkesta, jonka sivu on A ja teräksen vahvuus B. Kuitenkin, kun olen huono työstämään terästä ja metalleja yleensä, ajattelin käyttää runkoon umpipuuta. Nyt sitten ihmettelen puun mitoitusta. Mistähän voisi löytää taulukon tai laskusäännön vastaavuudelle metalliputki<->umpipuu? Tai edes "yleisen" vastaavuuden ontto putki<->umpiputki? Liimapuupalkkia väitetään "vahvemmaksi" kuin samanpainoista teräksistä, mutta en keksi, miten tämän ottaa huomioon, jos poikkileikkaukset ovat erilaisia (ontto<->umpi). Oletan, että onton putken vääntölujuus ei ole sama kuin samanpainoisen umpiputken.

Kommentit (7)

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Puun ongelma on vain liitostekniikka. Puisia kuljetusneuvoja on käytetty vuosituhansia. Fillarissa paino merkitsee paljon ja siksi rakenne on tärkeää. Metallitöiltä tuskin säästyy koska haarukan putken, keskiön ja haarukanpäiden tekoa on. Osien kiinnityskin voi aiheuttaa omiaan. Rungon rakenteeksi on hyvä kevyt ydinpuu (Apassi tai haapa) ja kova pintapuu (Koivu tai Tiikki). Jos muotoilu ei ole kauhean kriittistä syntyy runko laatikkomaiseksi ydinpuun päälle liimatulla vanerilla, jota kyllä voi muoilla sitäkin. Kiinnityskohdissa raudoituksella voi jakaa kuormaa laajalle alalle. Ne saa maalaamalla piiloon jos haluaa. Lakattu puupinta on vaikein ja hienoin. Jos itse lujuus ja keveys on pääpointti, saa puiden juurakoista ne kaikkein lujimmat kulmapalat.

Kaunis rakenne syntyy vaikkapa vanerista leikattujen kolmioiden väliin ydinpuu ja pyöristykset jalopuusta. Lakka päälle.

Lujuustestiksi käy teollisuuden käyttämä: Satulan paikalle (taisi olla 50 kg) paino ja takapyörän akselista nivelöitynä annetaan kaatua etuhaarukan varaan. Ei saa rikkoutua. Kannattaa tehdä liitoksista koekappaleita ja kuormittaa rikki saakka ja kaikista liimauksista myös.

tietää
Jos muotoilu ei ole kauhean kriittistä syntyy runko laatikkomaiseksi ydinpuun päälle liimatulla vanerilla, jota kyllä voi muoilla sitäkin.



Kiitos vihjeestä, mutta et viitsisi vielä selittää lisää? Jos esimerkiksi ydinpuu on 100x100mm ja siihen liimataan 10mm:n vaneri päälle, niin miten paljon parempi tämä yhdistelmä on verrattuna pelkästä ydinpuusta tehtyyn 110x110mm-palkkiin?

Ensinnäkin suorakaide on parempi muoto. Jos piirrät palkin sivuprojektion niin taivutuskuormitus (veto/puristus) jakautuu siinä X kirjaimen tavoin kasvaen pintaa kohden. Keskellä on neutraaliakseli, jossa ei tarvita ainesta yhtään. Noilla mainitsemillasi mitoilla pintavaneri voi olla 4 mm.

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665

Puiden mitattuja lujuusarvoja on erinomainen kokoelma jenkkien tekemänä:

http://www.fpl.fs.fed.us/products/publi ... eader_id=p

Jonkinlaisia lujuusarvauksia (arvot alakanttiin) on Suomen rakentamismääräyskokoelmamassa.

Puurakenteissa pitää huomioida, että vaikka puun syiden suuntainen lujuus on erinomainen, ovat lujuusarvot poikkisuunnassa surkeita. Tämä voi aiheuttaa ongelmia esim nurkkien halkeiluna yms.

Jos haluat "vastaavan lujuisen" puuputken, kuin mitä teräsputki on, toimi seuraavasti:

- Hanki käytetyn teräsputken lujuusarvo, tai edes terästyyppi (esim 400 MPa)
- Laske teräsputken jäyhyysmomentti I = (pii / 64) * (D^4 - d^4), missä d on sisä- ja D ulkohalkaisija.
- Tietyllä taivutusmomentilla M teräsputken jännitys on M*(D/2)/I
- Vertaa tätä jännitystä materiaalin lujuuteen

- Sitten arvaat käytetyn puun lujuuden, esim 20 MPa
- Laske jäyhyysmomentti I, mikä suorakulmaiselle tangolle on bh^3 / 12, b on leveys ja h korkeus
- Jännitys samalla momentilla M on (M*h/2)/I
- Vertaa tätä jännitystä puun lujuuteen

Jos molemmissa on sama varmuuskerroin, niin silloin ovat tuossa tilanteessa (yhtä lujia).

Veto-puristuskuormalla jännitys on luonnollisesti voima/pinta-ala, jota arvoa verrataan veto- tai puristuslujuuteen.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat