Engineering Corner

Engineering Corner

Herzlich willkommen bei der Engineering Corner von TE Connectivity. Hier finden Sie Formeln und Berechnungen, die Sie bei der Modellierung der Druckfähigkeit, Drehstabilität und Flexibilität unterstützen.

Berechnung der Druckfähigkeit

Da die Druckfähigkeit mit der Längssteifigkeit des Schlauchs im Zusammenhang steht, wird sie wie folgt berechnet:

klong = EA/L


Dabei gilt:

  • klong ist die längsgerichtete Federkonstante
  • E ist das Elastizitätsmodul
  • A ist die Querschnittsfläche
  • L ist die Länge der Katheterschafts

Für eine maximale Druckfähigkeit muss klong maximiert werden.
Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden:

  • Durch Maximierung der Querschnittsfläche des Schlauchs
  • Durch Maximierung des Elastizitätsmoduls durch Verwendung eines steiferen Werkstoffs
  • Durch Verringerung der Gesamtteillänge

Berechnung der Drehstabilität

Die Drehstabilität ist ein Maß für die Torsionssteifigkeit des Schlauchs und kann wie folgt berechnet werden:

ktorq = GJ/L


Dabei gilt:

  • ktorq ist die Drehmoment-Federkonstante
  • G ist das Schubmodul
  • J ist das polare Trägheitsmoment
  • L ist die Länge der Katheterschafts

Die Maximierung der Drehstabilität wird durch die Maximierung des Werts für die Torsionssteifigkeit, ktorq, z. B. durch folgende Maßnahme erreicht:

  • Maximierung des polaren Trägheitsmoments. Für einen Schlauch lautet die gültige Gleichung für J:

J= PIE/32 (d4o- d4i)

 

Um J zu maximieren, müssen der Außendurchmesser und die Wanddicke maximiert werden:

  • Durch Maximierung des Schubmoduls mit einem steiferen Werkstoff
  • Durch Verringerung der Gesamtteillänge

Berechnung der Flexibilität

Die Flexibilität oder Biegesteifigkeit eines Schlauchs wird durch folgende Gleichung bestimmt:

kflexural = 3EI/L3


Dabei gilt:

  • kflexural ist die Biegefederkonstante
  • E ist das Elastizitätsmodul
  • I ist das Trägheitsmoment
  • L ist die Länge der Katheterschafts

Um die Flexibilität des Schlauchs zu verbessern, muss der Wert für die Biegesteifigkeit, kflexural, z. B. durch folgende Maßnahme minimiert werden:
Minimierung des Trägheitsmoments Für einen Schlauch lautet die gültige Gleichung für I:

I = PIE/64 (d4o- d4i)


Um I zu minimieren, muss die Wanddicke einen Minimalwert aufweisen:

  • Durch Minimierung des Elastizitätsmoduls durch Verwendung eines weicheren Werkstoffs
  • Durch Erhöhung der Gesamtteillänge

 

Die Flexibilität ist jedoch kein Messwert für die Knickstabilität. Versuchsdaten haben gezeigt, dass Schläuche mit einem kleinen ID/AD-Verhältnis besser als Schläuche mit einem höheren ID/AD-Verhältnis abschneiden. Das bedeutet, dass Schläuche mit dicken Wänden eine bessere Knickleistung als Schläuche mit dünneren Wänden aufweisen.

Umrechner

Der Umrechner ist ein unschätzbares Werkzeug für jeden Ingenieur: Er konvertiert ganz einfach Maße für Fläche, Kraft, Druck, Geschwindigkeit, Leistung, Licht usw.

Über den nachfolgenden Link können Sie diesen nützlichen Rechner herunterladen: