Paljonko painetta kohdistuu akvaarion saumakohtiin?

[maspe]

KtMan: Pointti tuossa voimajutussa oli vaan se, että paikallaan pysyvässä kappaleessa voimien summa on nolla. Oivalsit oikein kitkan ja sen merkityksen. Niitä en maininnut, yksinkertaistamisen vuoksi. Eli laseja ulospäin työntävät ja pullistavat voimat ovat yhtä suuret kuin laseja koossa pitävät voimat, eli silikonisaumojen jännitysvoimat. Ei siitä sen enempää.

Kyllä ymmäsin pointtisi, mutta ajattelin jatkaa vaan liian pitkään liian monimutkaisesti ajateltuna asiaa. Toiset hoksasivat yksinkertaistaa asiaa jo aikaisemmin. Tosiasiassa tuo asia olisi testattava käytännössä, jos siitä haluaisi saada varmuuden, että paljonko silikoni kestää vetoa ja vääntöä, ja verrattava teoriatietoon ja kaavoihin. Jos jollakin on tarvetta tehdä akvaarion lujuuden laskemisesta teknillisen alan harjoitustyötä, niin tässä voisi olla sopiva aihe.

Tässä tekstikeskustelussa tulee taas ilmi tämän kankeus. Jos olisimme istuneet saman pöydän ääressä, niin asia olisi ollut selvä vartissa.

[KtMan]

Tässä tekstikeskustelussa tulee taas ilmi tämän kankeus. Jos olisimme istuneet saman pöydän ääressä, niin asia olisi ollut selvä vartissa.

Aivan!, mutta mitä olisimme tehneet lopun ajan?
T:Krisse

[Jyrkiboy]

Oma loppukaneetti:

Jos jakasaisin vääntää voimapiirrokset jostain altaasta, ja saisin tietoon silikonisauman murtolujuuden, varmaan saataisiin laskettua. Mutta lopputulos olisi, niinkuin aina: Saumoista tulisi varmuusluvulla vaikkapa 3 niin s**tnan ohuet, ettei kukaan uskaltaisi edes aivastaa sitä kiulua kohti.

Sen jälkeen pantaisiin varalta vielä sisäsaumat, keskituet ja vielä kehyslistat silikoonilla kiinni, ettei varmana parketti kastu

Elävästä elämästä: kaveri teki lopputyötä aiheena ohjeita kevytperävaunurakentelijoille. Tein hänelle akselistojen tmv. kiinnityksiin liittyvät lujuuslaskelmat tuoppipalkalla, kun olin luokan lujaripinko. Kaveri meni väliesittelemään työtään katsastuskonttorille (tilaaja) jolloin katselivat laskelmia ja totesivat, että älä pane noita kaikkia siihen, saa nuo pultit olla heti paksumpia, että varmasti kestää...

Vaikka ne olivat laskennallisesti riittävän vahvat

Ymmärsitte varmaan pointin

[maspe]

Tässä tekstikeskustelussa tulee taas ilmi tämän kankeus. Jos olisimme istuneet saman pöydän ääressä, niin asia olisi ollut selvä vartissa.

Aivan!, mutta mitä olisimme tehneet lopun ajan?
T:Krisse

Olisimme juoneet kahvimme loppuun ja jatkaneet töitä.

Jos jakasaisin vääntää voimapiirrokset jostain altaasta, ja saisin tietoon silikonisauman murtolujuuden, varmaan saataisiin laskettua. Mutta lopputulos olisi, niinkuin aina: Saumoista tulisi varmuusluvulla vaikkapa 3 niin s**tnan ohuet, ettei kukaan uskaltaisi edes aivastaa sitä kiulua kohti.

Sen jälkeen pantaisiin varalta vielä sisäsaumat, keskituet ja vielä kehyslistat silikoonilla kiinni, ettei varmana parketti kastu

Vaikka ne olivat laskennallisesti riittävän vahvat

Jos sinulla on aikaa ja viitseliäisyyttä, niin väännä ne kaavat ja laskut. Itse en ole noita lujareita ja konepuolen kursseja käynyt, perusyliopistofysiikalla pohdiskelin asiaa. Mutta tosiasia on kuten sanoit, että sitä silikonia laitettaisiin kuitenkin enemmän mitä teoriassa siihen kuuluu, mutta missä menee sitten raja mikä on liikaa? No jätetään se toiseen kertaan.

[Jyrkiboy]

Ei tätä toiseen kertaan jätetä, ei saa muuten rauhaa

Lähtötilanne, kokolasiallas ilman kehyksiä ja mitään lisätukia. Pohja asennettu seinien sisään, samoin päädyt pitkien sivujen sisään. Niinkuin pitääkin. Lasit oleteaan jäykikisi, jolloin voidaan käsitellä statiikan perusjutuin.

h=altaan korkeus
l1=altaan pitkä sivu (etulasi)
l2=altaan lyhyt sivu (päätylasi)
s=silkonisauman leveys
r=veden tiheys
g=9,81m/s^2
F=voima [F]=N
Q=jännitys [Q]=N/m^2 (normaalisti pieni sigma tai tau)

Laseihin kohdistuvan hydrostaattisen paineen aiheuttama voima, on puolet pohjalasiin kohdistuvasta paineesta kerrottuna lasin pinta-alalla, eli etulasi:

F1=(½*r*g*h)*(h*l1) = r*g*h^2*l1/2

Tämä voima repii siis etulasia irti silikonisaumoistaan, joihin kohdistuva vetojännitys on:

Q1=F1/A1 , eli r*g*h^2/((h+h+l1)*s)*2

Päätylasien paineen aiheuttama jännitys saumoissa vastaavasti (huom, rasituslajit, sivusaumaan leikkausta, pohjasaumaan vetoa) juuri johdetulla kaavalla:

F2=r*g*h^2*l2/2

Jolloin jännitys

Q2=F2/A2 = r*g*h^2/((h+h+l2)*s)*2

pohjasaumoihin kohdistuu siis puhdasta vetoa, lyhyellä sivulla suuruudeltaan Q2, pitkällä sivulla Q1

Sivusaumoihin taas kohdistuu sekä vetoa että leikkausta

Vetojännitys Q1 ja leikkausjännitys Q2

Nämä pitäisi sitten osata yhdistää, mutta se jää jollekkin muulle, koska en ole varma, käyttäytyykö silikoni metallien tavoin, eli päteekö yhdistämiskaavat suoraan. Hooken laki luultavasti kylläkin.

Ugh, olen puhunut

[jarvij]

Veikkaan ettei silikoni kumin kaltaisena käyttäydy kuten metalli. Harva metalli taitaa venyä läheskään yhtä paljon ja olla yhtä kimmoisaa huomeen lämpötilassa (tai vähän päälle).

[Jyrkiboy]

Harva metalli taitaa venyä läheskään yhtä paljon ja olla yhtä kimmoisaa huomeen lämpötilassa (tai vähän päälle).

Eijeijei tästä ollut kysymys. Silikonilla on vain alhaisempi kimmokerroin (E).

Kun pysytää alueella, jossa aineen myötöraja ei ylity, kaikki materiaalit "venyvät" ja ovat kimmoisia.

Täytyy ymmärtää, että jos kärpänen istuu teräspalkin päälle, palkki taipuu. Kun kärpänen lähtee pois taipuma palautuu.

Kysymys oli jännitysten yhdistämisestä. Saarineva: lujuusoppi peruskurssi, luku 9.2 esitetään jännitysten yhdistämiskaavoja, "yleispäteviä" sellaisia, mutta olin tehnyt alareunaan huomautuksen, "pätevät vain metalleille, EI MUOVEILLE".

Johtunee erilaisista sisäisistä molekyylien välisistä koossapitävästä voimasysteemeistä.

[Peteuusi]

Joo, saatiin tuossa testit testattua ja tulos oli mielenkiintoinen. Käsittelemätön puu ja siihen tehty silikoonisauma joka on 12mm leveä kestää keskimmärin noin 200N/cm^2 paine. Eli jos tehdään akvaario puusta,pitää puu esikäsitellä ennenkun laittaa silikoonisauman. Laskin että 1000 l akvaario tarvitsee noin 1000Ncm^2 paineen kestävä sauma.

Lopputulos: Puu pitää käsitellä ennen kuin saumaa ja jos halutaan olla aivan varmoja että se kestää niin, eiku ruuvilla kiinni.

Materiaali oli 12mm sekavaneeri.

[jartzu65]

Käsitellyksi puuksi luokitellaan varmaankin myös filmivaneri?

[ronsu]

Joo, saatiin tuossa testit testattua ja tulos oli mielenkiintoinen. Käsittelemätön puu ja siihen tehty silikoonisauma joka on 12mm leveä kestää keskimmärin noin 200N/cm^2 paine. Eli jos tehdään akvaario puusta,pitää puu esikäsitellä ennenkun laittaa silikoonisauman.

Tuohon varmaankin vaikuttaa hyvin suurelta osin puun huokoisuus, pinnan "karheus" ei liene niin suuri tekijä. Tuollaisessa pinnoitetussa vanerissa silikonin kiinnittyminen ei tapahdu siis suoraan puuhun, vaan puuta peittävään kalvoon.

[jartzu65]

Mutta eihän puuakvaariota käsittääkseni pelkän liiman avulla pysykkään kasassa, vaan rakentelussa käytetään ruuveja.

[Peteuusi]

Toisin sanoen tässä ei synny riittävää adheesiota.

[jartzu65]

Ja "suomeksi"

adheesio adhaesio

1) kiinni tarttuminen, kiinni takertuminen, liittyminen, yhteenkasvaminen; 2) molekyylien välisten vetovoimien aiheuttama aineen tarttuminen toiseen aineeseen

[jarvij]

Puuakvaarion voinee kasata sitenkin että etureunassa on vaikka alumiiniset L-kulmalistat kehyksenä ja ruuveilla puurakenteeseen kunnolla kiinnitettyvä sekä silikonilla tiivistettynä.
Etulasi on sitten silikonilla kehyksen taakse kiinnitettynä . Veden paine puristaa lasia metallikehystä vasten, jonka silikoni kestää hyvin.

[digi]

Jäin kyllä miettimään miten akvaarion pystysaumassa voi olla leikkausta. Silloinhan päätylasissa pitäisi olla voima ylös ja etulasissa alas tai toisinpäin. Mistä tälläinen voima tulee ? Luulisin että veden paine on kohtisuoraa laseja kohti. Minun ymmärryksen mukaan pystysaumassa on ainostaan vetoa joka ei ole kummankaan lasinsuuntaista.

[jarvij]

Jäin kyllä miettimään miten akvaarion pystysaumassa voi olla leikkausta. Silloinhan päätylasissa pitäisi olla voima ylös ja etulasissa alas tai toisinpäin. Mistä tälläinen voima tulee ? Luulisin että veden paine on kohtisuoraa laseja kohti. Minun ymmärryksen mukaan pystysaumassa on ainostaan vetoa joka ei ole kummankaan lasinsuuntaista.

Itsessään silikonisaumassa on vetoa kahteen toisiinsa nähden kohtisuoraan suuntaan (etulasi eteen ja päätylasi sivulle päin). Normaalistihan päätylasi on etu- ja takalasin välissä. Siinä välisaumassa on siis leikkausta (eteen ja sivulle).

[digi]

En ymmärrä vieläkään. Leikkaustahan voi saumassa olla kahteen suuntaan. Jos leikkausvoima on kohtisuora saumaan nähden tulisi päätylasin imeytyä sisäänpäin. Jos se on sauman suuntainen tulisi päätylasin pyrkiä päinvastaiseen suuntaan etulasin kanssa y-akselin suuntaisesti (päätylasi pyrkisi ylös). Onko joku kolmas voimasuunta jota en nyt hahmota.

[aquado]

En ymmärrä vieläkään. Leikkaustahan voi saumassa olla kahteen suuntaan. Jos leikkausvoima on kohtisuora saumaan nähden tulisi päätylasin imeytyä sisäänpäin.

Käännä voiman merkki - lasi työntyy ulospäin. Näinhän sen on oltava.

[digi]

Niin ainakin meillä, kyllä ne ulospäin tulevat siksi en ymmärräkkään miten leikkausta voi esiintyä. Minulle on opetettu että leikkausvoima syntyy silloin kun voimat työntävät eri suuntiin. Esim. kattoristikossa tuki ja vastakkaisena voimana ristikon omapaino ja lumikuorma. Meidän akvaarioissa ei mikään voima työnnä lasia sisään.

[Jyrkiboy]

Niin ainakin meillä, kyllä ne ulospäin tulevat siksi en ymmärräkkään miten leikkausta voi esiintyä. Minulle on opetettu että leikkausvoima syntyy silloin kun voimat työntävät eri suuntiin. Esim. kattoristikossa tuki ja vastakkaisena voimana ristikon omapaino ja lumikuorma. Meidän akvaarioissa ei mikään voima työnnä lasia sisään.

Nyt äkkiä takaisin pyörittämään "cremonaa", hyvää vauhtia hylsyä kohti ollaan menossa

Asia selitetty tuolla ylempänä ketjussa, lue-mieti, kyllä se sieltä valkenee

[digi]

Olen edelleen eri mieltä. Jos etu- ja päätylasi ovat 90 asteen kulmassa, ei veto ole suora. Silloinhan voimasuure on korjattava sinillä tai cosinilla mutta kyllä se vetona pysyy. Ei se pysty leikkaukseksi muuttumaan.

[JJVi]

Kyllä se nyt vaan on yhdistetty leikkaus- ja vetojännitys joka noihin päätylasien saumoihin kohdistuu. Jos et usko niin esim. Outisen Lujuusopin perusteet selventää tilannetta...

Niin ainakin meillä, kyllä ne ulospäin tulevat siksi en ymmärräkkään miten leikkausta voi esiintyä. Minulle on opetettu että leikkausvoima syntyy silloin kun voimat työntävät eri suuntiin. Esim. kattoristikossa tuki ja vastakkaisena voimana ristikon omapaino ja lumikuorma. Meidän akvaarioissa ei mikään voima työnnä lasia sisään.

Kun kattoristikkoja lasketaan statiikan sääntöjen mukaan, kaikkiin sauvoihin kohdistuu vetoa tai puristusta.

Nyt äkkiä takaisin pyörittämään "cremonaa", hyvää vauhtia hylsyä kohti ollaan menossa

Jep, tosin cremona-kuviolla ei mahda leikkausjännitystä saada aikaiseksi millään konstilla

[digi]

JJvi kirjoitti "Kun kattoristikkoja lasketaan statiikan sääntöjen mukaan, kaikkiin sauvoihin kohdistuu tai puristusta."

Tiedän, vaikka voima voi olla myös 0. Joskus sauvoissa voi olla myös momenttiakin. Ristikko ei ollutkaan oikein hyvä vertaus, parempi olisi palkki.

Täytyy kaivaa kirja esiin ja ruveta tutkimaan.

[RPekka]

No mutta sittenhän ne lasit ovat viellä kiinni pohjalasissa, joka taas on tuettu tasoon...

Mutta jos halutaan lintsata tässäkin voidaan todeta että samanpaksuinen sauma kuin päädyn ja pitkän sivun välissä on riittää tässäkin.

Olen tosin hukassa sen suhteen ollaanko tekemässä kokolasi-, kehys- vai vaneriallasta ja lasketaan sauman vai lasin lujuutta mutta lasin paksuuden mitoittaisin näin:
Olettaisin että akvaario on suorakulmaisen laatikon sivuseinät ja että niihin vaikuttaa ainoastaan kohtisuora voima jonka suuruus on hydrastaattisen paineen ja pinta-alan tulo.
Lujuushan lasissa riittää, siitä osoituksena tarinat altaista jotka ovat useita senttejä pullollaan, joten oman rohkeuden mukaan voi sitten valita sallitun pullistuman. Taipuman laskisin paineen aiheuttaman voiman ja kimmokertoimen avulla.

Silikonisauman lujuuden mitoittaisin samalla olettamuksella eli pystysaumoihin vaikuttaa laseja vasten kohtisuora voima.

[digi]

Jihuu !. Nyt hoksasin. Olisi pitänyt lukea Järvij:n viesti tarkemmin. Olen aina olettanut että akvaario kasataan lasit kulmittain eikä päätylasi etu- ja takalasin väliin. Niin, miksihän se niin tehdään ? .Saadaanhan siinä tietty leveämpi sauma. Mietin koko ajan eri staattista mallia mistä te puhuitte. Kummatkin oli siis oikeassa. Jos tarkkoja ollaan niin siinä "minun" mallissahan on sekä vetoa että taivutusta (Veden paine venyneeseen silikoniin, ei käytännössä). Alkoikin jo kauhistuttaa laskemieni talojen puolesta, mutta onhan ne kyllä aina saaneet leiman rak.valv.virastosta .