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Ersatzfedersteifigkeit berechnen

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Tags: Dynamik, Sonstig

 
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chillern1

chillern1 aktiv_icon

19:54 Uhr, 28.12.2015

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Hallihallo,

ich habe hier eine Aufgabe (s. Anhang). Da soll ich die Ersatzfedersteifigkeit c des Systems berechnen. Das fällt mir aber relativ schwer, da ich nicht so genau weiß wie ich das angehen soll. Ich weiß, dass bei Parallelschaltungen gilt c=ci und für Reihenschaltungen 1c=1ci. Aber wo fange ich nun bei dem gegebenen System an? Oben unten? Kann ich erstmal zwei zusammenfassen?

Kann mir jemand helfen?

Danke schon mal

frage 4

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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chillern1

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20:08 Uhr, 28.12.2015

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Hier mein Versuch:



20151228_200650
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anonymous

anonymous

23:00 Uhr, 28.12.2015

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Hallo Chillern
Sorry, wie soll ein Mensch wissen, verstehen und nachvollziehen können, was du da treibst, so lange du nicht klar machst, was du da treibst?
Ich habe mal den Dingen Namen gegeben, siehe Bild, um ein klein wenig Verständigung zu ermöglichen.
Die Balken heissen bei mir also Balken 1,3,4,6,
und die Federn heissen bei mir Federn 2,5,7.

Meinem Geist hat es geholfen, oben anzufangen.

a)
Betrachten wir nur mal den Teil bestehend aus Balken_1 und Feder_2 bis Punkt A.
In anderen Worten, nehmen wir mal an, alles andere sei weggeschnitten und existiere nicht.
Nehmen wir mal an, du ziehst an Punkt A.
Wie groß ist denn die Federsteifigkeit dieses Teilsystems?
Handelt es sich um eine Parallel- oder Reihenschaltung der bisherigen Elemente?

b)
Betrachten wir nur mal den Teil bestehend aus bisherigem System a und den Balken_3 und 4 bis Punkt B.
Parallel / Reihe ?
Wie groß Steifigkeit?

c)
Betrachten wir nur mal den Teil bestehend aus bisherigem ... und ....

Du wirst sehen, wenn du derart systematisch arbeitest, dann wirst du auch übersichtlich zum Ziel kommen.


online_a
chillern1

chillern1 aktiv_icon

08:18 Uhr, 29.12.2015

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Okay. Ich habe diese Bezeichnungen übernommen.

Erstmal ein paar generelle Fragen:
1) Woher weiß ich in wieviele Teilsysteme ich das System unterteilen soll? Also wo ich die "markanten" Punkte A-E setzen soll? Ich habe das jetzt so verstanden, dass du immer von Punkt zu Punkt arbeitest.
2) Betrachtet man das erste System (von dir mit a) benannt) bis Punkt A dann VERMUTE ich, dass es sich dabei um eine Reihenschaltung (rein intuitiv) handelt. Aber leider weiß ich nicht, woran ich das festmachen kann. Weil meistens ist es ja leider so, dass es aussieht wie eine Reihe, dennoch Parallel geschaltet ist.
Gibts da Faustformeln? Ich weiß, dass bei Parallelschaltung "der gleiche Federweg" und bei Reihenschaltung die "gleiche Federkraft" gilt. Damit kann ich aber herzlich wenig anfangen, um ehrlich zu sein.

Kannst du mir da auf die Sprünge helfen?

Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

20:19 Uhr, 29.12.2015

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Hallo
Anfang bis A um die Feder 2 die an 1 hängt um 1cm nach unten zu bewegen brauchst du mehr oder weniger Kraft als für die feder allein weniger : in reihe, mehr Parallel
jetzt kommt 3 dazu wieder weniger oder mehr? wenn weniger ist 3 in Reihe mt 12 sonst parallel dazu.
auf die Weise unterscheidet man pralle und in reihe. du kannst auch 1 und3 wie federn betrachten 2 hängt an 1 also reihe 3 ist mit der Aufhängung von 1 direkt verbunden also parallel zu 12.
so mach weiter. deine "Merkregel" finde ich schlecht, parallel 0mehr Kraft für dieselbe Ausrenkung, in Reihe weniger Kraft find ich einfacher.
Gruß ledum
chillern1

chillern1 aktiv_icon

12:26 Uhr, 30.12.2015

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Also

Teilsystem 1:Balken 1 und Feder 2 sind in Reihe geschaltet.

Teilsystem 2: Teilsystem 1+ Balken 3+ Balken 4= Parallel

Teilsystem 3: Teilsystem 2+ Feder 5= Reihe

Teilsystem 4: Teilsystem 3+ Balken 6= Parallel

Teilsystem 5: Teilsystem 4+ Feder 7= Parallel

Ist das so richtig? Wie verhält es sich im Teilsystem 5 mit der Masse? Kann ich die bei der Betrachtung einfach vernachlässigen?

Danke und LG:-)
Antwort
anonymous

anonymous

13:17 Uhr, 30.12.2015

Antworten
Hallo
Ich ahne, die Zeilen zu den Teilsystemen 1-4 enthalten gute, wahre Gedanken.
Willst du dir den Gedanken zur Zeile "Teilsystem 5" nochmals durch den Kopf gehen lassen?

Die Masse ist wichtig, aber enthält keinerlei Federsteifigkeit. für die Fragestellung der Federsteifigkeit ist sie also irrelevant.

chillern1

chillern1 aktiv_icon

13:30 Uhr, 30.12.2015

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Okay. Wenn ich das Teilsystem 5 betrachte, dann sieht das für mich wie im angehängten Bild aus. Ist diese Anschauung erstmal richtig? Das sieht für mich nach einer Parallelschaltung aus. Oder wieso sollte das Reihe sein?

bild
Antwort
anonymous

anonymous

13:38 Uhr, 30.12.2015

Antworten
Hallo
Ja, ich vermute, die obere Feder repräsentiert das "Teilsystem 4".
Und die untere Feder repräsentiert die Feder_7.

Überleg dir:
> Wenn du die Masse um einen kleinen Weg dx auslenkst, wie viel wird dann die obere Feder (Teilsystem 4) ausgelenkt?
> Wenn du die Masse um einen kleinen Weg dx auslenkst, wie viel wird dann die untere Feder_7 ausgelenkt?
> Wenn du die Masse um einen kleinen Weg dx auslenkst, welche Kraft oder Kräfte musst du aufwenden?
> Und dann nochmals: Sind das Kennzeichen einer Parallel- oder einer Reihenschaltung?

Antwort
anonymous

anonymous

13:41 Uhr, 30.12.2015

Antworten
Oh Gott, oh Gott, Sorry!
Ich lag falsch!
Ja, so recht systematisch nachgedacht: es ist eine Parallelschaltung.

chillern1

chillern1 aktiv_icon

13:47 Uhr, 30.12.2015

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Okay. Freut mich, dass ich es zumindest schon ein bisschen begriffen habe :-D)
Für das Endergebnis habe ich jetzt c=7115 EI/ l3 rausbekommen. Kann mir jemand dieses Ergebnis bestätigen?
Antwort
anonymous

anonymous

22:49 Uhr, 30.12.2015

Antworten
Nein, kann ich leider nicht bestätigen.
Mein Ergebnis ist zwar ähnlich, aber doch nicht gleich...
chillern1

chillern1 aktiv_icon

18:06 Uhr, 03.01.2016

Antworten
Habe nochmal nachgerechnet und kam auf 15131 EI/ l3.

Was sagt ihr dazu?:-)
Antwort
anonymous

anonymous

18:20 Uhr, 03.01.2016

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Ja, das kann ich jetzt sehr gerne mit meinen Überlegungen übereinstimmend bestätigen.
Frage beantwortet
chillern1

chillern1 aktiv_icon

18:46 Uhr, 03.01.2016

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Super. Ich danke für die nette Hilfe!:-)