Druckfestigkeit von Raumvehikeln

Beschäftige mich gerande mit den Stapazen des Überdrucks auf ein Raumschiff, dabei hat sich mir folgende Frage aufgetan...

Wie berechnet man eigentlich, wie dick die Aussenhülle sein muss, damit sie 1 bar standhält?

Also Beispiel: halten 10 mm Stahlblech (Volumen mal ca. 100m²) einen Druckunterschied von 1 bar aus?
Und 50 mm Plastik-Harz, halten die ein bar aus?

Mfg

Hallo Runner

Eigentlich müßtest Du die Antwort wissen. Das Thema heißt Festigkeitslehre. Und Menschen beschäftigen sich seitdem sie Maschinen und Häuser bauen mit diesem Thema. Es hat also eine ganz lange Geschichte. Unter anderem hat die Berechnung von Dampfmaschinen zur Gründung des TÜV geführt. So mal zur Einführung in das wirlich umfangreiche Thema:

http://de.wikipedia.org/wiki/Festigkeitslehre

Gute Bücher zu diesem Thema gibt es in jeder Buchhandlung. Ganz klar kommt es auf die genaue Form des Raumschiffes an. Man kann also nicht sagen, eine Eisenplatte muß so und so dick sein. Besonders alle Ecken und Kanten führen zu Spannungspitzen im Material, die niemand haben will. Das führt zu Rißbildungen.

Leider kann man deine Frage nicht leicht beantworten. Es ist komplizierter.

Matjes

Hallo Runner

Hier noch als ein Beispiel die Kesselformel:

Wanddicke > p * r / sigma

p: Innendruck [1 bar=10^5 N/m^2]
r: Radius [m]
sigma: zulässige Zugspannung des Materials
(Stahl typischerweise 350 N/mm^2)

Damit ergibt sich bei einer Kugel von 1m Radius eine minimale Wanddicke von 10^5 N/m^2 * 1/350 N/mm^2 /10^6 mm^2 / m^2 = 2,86 mm.

Ich hoffe Dir wenigstens ein wenig geholfen zu haben.

Matjes

Ah, danke....

Sieht ziemlich komplizert aus...  

Wieso

* 1/350 N/mm^2

? Die Einheiten passen hier auch nicht ganz zusammen (m^2 und mm^2)...


Steigt die benötigte Dicke eigentlich Linear mit dem Radius bei gleichbleibendem Druck?

Hallo Runner

Die Einheiten passen schon. Damit man mm^2 gegen m^2 kürzer kann muß man mit 10^6 multiplizieren. Schreib doch mal die Einheitengleichung hin.

10^5 N/m^2 ist der Druck 1 bar bloß anders geschrieben
1 m beträgt der Radius einer Kapsel
350 N/mm^2 ist die maximal zulässige Spannung für guten Stahl

Matjes

@ Matjes: Interessante Formel, kannte ich bisher noch nicht.

Sieht ziemlich komplizert aus...  

Eine Multiplikation und eine Division...... und wenn man man nur mit SI Einheiten rechnet, hat sich auch das Einheitenproblem erledigt...