Frage:
Kann eine Tanzstange aus Polycarbonat das Drehmoment eines Tänzers unterstützen?
Ben Greenberg
2015-03-20 07:28:52 UTC
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Ich erstelle eine leuchtende Tanzstange. Dies erfordert ein durchscheinendes Material, das stark genug ist, um das Gewicht und die Kraft eines Menschen zu tragen, selbst wenn es ausgehöhlt ist, damit LEDs hineingehen können. Das Material muss auch einigermaßen erschwinglich sein, so dass etwas wie Diamant nicht in Frage kommt. Ich dachte mir, dass Polycarbonat meine beste Wahl ist.

Ich habe etwas gesucht und ein Polycarbonatrohr mit den richtigen Abmessungen (8 Fuß Länge, ~ 45 mm Außendurchmesser) gefunden. Hier sind die genauen Spezifikationen:

  • Länge: 8 Fuß
  • Außendurchmesser: 1,750 Zoll
  • Innendurchmesser: 1,500 Zoll
  • Wandstärke: 0,125 Zoll
  • Gewicht: 0,332 lb / ft

Meine Frage ist, ob diese Stange das Drehmoment eines durchschnittlich 150 Pfund schweren menschlichen Tänzers tragen kann . Nicht jemand, der all seine körperliche Kraft einsetzt, um das Ding zu zerstören, sondern Kraft in verschiedenen Winkeln und Kräften ausübt.

Es wird am Boden befestigt, indem es an eine gewichtete Plattform geschraubt wird. Ich mache mir Sorgen, ob die Stange möglicherweise brechen könnte.

Wirst du es unten und oben oder nur unten einschrauben? (Eine Schraube oben sollte ebenfalls helfen, da sich die maximale Drehmomentstütze an den Schrauben im Wesentlichen halbiert.)
-1
Haben Sie ein Materialdatenblatt, können Sie eines für das Rohr bekommen?
@mart http: // www.eplastics.com / Lexan_Polycarbonate_Tube und http://www.eplastics.com/Clear-Polycarbonate-Rigid-Tubing1-5-8-ID-x-1-3-4-OD-x-1-16 -Wand-x-8ft ist das, was ich finden konnte
Ehrlich gesagt, wenn dies eine Frage "Ich brauche eine dieser Fragen" und keine Frage "Das macht Spaß, aber es gibt keine unmittelbare Notwendigkeit" ist, wäre ich schockiert, wenn jemand so etwas noch nicht macht. Ich bin jetzt auf der Arbeit und möchte nicht "Light up Dance Pole" in meinem Suchverlauf.
cKrug: Ich habe bereits intensiv danach gesucht, es gibt es nicht zum Verkauf
Verwenden Sie einen Stahlstab, der die Beleuchtung und das Polycarbonatrohr trägt. Holen Sie sich auch ein dickeres Wandrohr - 1/8 "funktioniert nicht gut für die beschriebenen Lasten. Möglicherweise eine 1" Stahlstange mit Abstandshaltern bis zu einem Innendurchmesser von 1,25 ", einem Außendurchmesser von 1,75" und einem Wandrohr von 0,25 ". Zwischen Stahl und Kunststoff befindet sich ein Abstand von 1/8 Zoll. Füllen Sie diesen mit einem flexiblen PCB-Substrat, das mit oberflächenmontierten LEDs und Abstandshaltern beladen ist, damit die Rohre mechanisch verbunden werden. Beachten Sie, dass eine 1-Zoll-Stahlstange immer noch eine erhebliche Durchbiegung aufweist, jedoch nicht bricht.
Haben Sie über Verbundwerkstoffe nachgedacht? Mit Verbundwerkstoffen erhalten Sie ein ziemlich klares Material, und sie können so gebaut werden, dass sie der Belastung standhalten. Das Material muss möglicherweise dicker sein als Sie zuerst denken, aber 2 "OD wäre wahrscheinlich eine Option.
Zwei antworten:
#1
+6
Question Overflow
2015-03-21 19:55:36 UTC
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CAVEAT: Ich habe keine Konstruktionserfahrung in Kunststoff, aber mit dem ersten Prinzip würde ich das Problem auf diese Weise angehen.

Das erste, was wir wissen müssen, sind die typischen Kräfte während des Pole Dance auf eine Stange ausgeübt. Unter der Annahme, dass sich der Tänzer nicht mehr als 45 Grad von der Polachse dreht, entspricht die maximale Zentripetalkraft, die auf die Stange wirkt, dem Gewicht des Tänzers ( 150 lb oder 68 kg ). Unter der Annahme, dass der Pol eine Länge von 8 Fuß oder 2,44 m hat, wäre das maximale Biegemoment, das an der Basis des freien freitragenden Pols induziert wird:

  m = 68 kg, a = 9,81 m / s², L = 2,44 mM = F x L = mxax L = 3,3 kNm  

Polycarbonate weisen im Allgemeinen eine Zugfestigkeit im Bereich auf von 55-75MPa. Dies ist ein Viertel der Zugfestigkeit von Baustahl. Aus den technischen Spezifikationen in eplastic.com geht hervor, dass das angegebene Polycarbonatmaterial eine Zugfestigkeit von 9500psi oder 65,5 MPa aufweist. Unter der Annahme, dass dies auch die Streckgrenze für das Kunststoffmaterial ist, kann der Elastizitätsmodul wie folgt berechnet werden:

  Do = 44,5 mm, Di = 38,1 mm, py = 65,5 MPaZ = π ( Do⁴ - Di⁴) / 32Do = 3,97 cm³  

Und die Momentenkapazität des Pols kann konservativ als solche berechnet werden:

  Mc = pyZ = 0,26 kNm < M  

Basierend auf dem oben Gesagten wäre die Polycarbonat-Tanzstange nicht stark genug, um die von einem Tänzer erzeugte Kraft zu unterstützen.

Und beachten Sie, dass dies auch ohne Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors geschieht. Das Material ist wahrscheinlich spröde, daher ist ein sehr großer Sicherheitsfaktor in Ordnung.
Frage Überlauf - wie viel Kraft könnte es tatsächlich aushalten?
@BenGreenberg, Der Moment, in dem "M" erzeugt wird, muss geringer sein als seine Kapazität "Mc", was bedeutet, dass die Seitenkraft auf die Stange kleiner als "100 N" sein muss, um nachhaltig zu sein. Wird noch geringer sein, wenn Sie einen Sicherheitsfaktor berücksichtigen, z. B. "1.6", wie von Hazzey hervorgehoben. Bei der Konstruktion der Stange sollten Sie auch Scher- und Knickfehler berücksichtigen.
Sie müssten auch über Ablenkungskriterien nachdenken. Ich kenne die Besonderheiten des Pole Dance nicht, aber ich würde mir vorstellen, dass die Auslenkung an der Pole nicht so hoch sein kann. Man müsste über die Leichtigkeit des Tanzens und das Vertrauen des Tänzers in die Stange nachdenken.
#2
  0
rdt2
2015-09-03 19:19:36 UTC
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Angesichts der Variablen und der relativ geringen Kosten für Polycarbonatschläuche wäre ich versucht, nur eine Länge zu kaufen und sie zu testen. Verwenden Sie einen ziemlich klobigen Tänzer, um einen Sicherheitsfaktor einzubauen.

Polycarbonat ist nicht spröde und daher ist ein katastrophales Versagen unwahrscheinlich. Es kratzt jedoch leicht, was die Lichtdurchlässigkeit mit der Zeit beeinträchtigen kann. Spannungsrisskorrosion kann ein langfristiges Problem sein, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass an der von Ihnen beschriebenen Anwendung korrosive Materialien beteiligt sind.

Wenn die Oberseite der Stange nicht eingebaut werden kann, denken Sie darüber nach über Abspannleinen ('Leichentücher' in Yachtsprache), möglicherweise mit einem Spreader, um dem Tänzer mehr Platz zu geben.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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