Had zelf het boek Materials van Michael Ashby erbij gepakt. Daarnaast nog wat rondgevraagd aan mensen die er ook mee werken.
Inconel 738 zou bij wijze van spreken het beste materiaal zijn. Maar al kijken we naar de functie van de plaat zou het niet nodig zijn. Daarnaast moeten er enkele bouten in verzinken. Hier maak ik gebruik van inbus bouten met een lage kop (5mm). De diameter van de inbuskop is 13mm. Omtrek maakt dan pi * diameter: 22/7*13=40.86. Omtrek maal hoogte maakt oppervlak waarover de kracht wordt verdeeld. De maximale kracht van de draadeinden (al gaan we uit van 8.8) is 6,8*pi*0.8*800=13672N. Al nemen we simpel staal met een vloeigrens van 235N/mm² wordt de som 235=13672/(40,86*h). De hoogte willen we weten h=13672/(40*235)= 1,45mm. Neem een veiligheidsfactor van 3 dan zal de plaat dikte 3*1,45+5=9.35mm worden. Voor de lengte van de draad die erin getapt moet worden is: oppervlak per winding pi/4*8-pi/4*6,8=13,95mm² diepte van 1 winding is 1,25mm. L=(13672/(13,95*235))*1.25=5,21mm (vuistregel is 80% van de draaddiameter 0.8*8=6.4). Plus 1mm aan beide zijde dat verwaarloosbaar is, dan wordt het 6,4+2=8,4mm. Dit is tot 400 graden Celsius, daarna gaat de treksterkte omlaag. Bij 100 graden Celsius wordt de stijfheid al minder, maar daar werken we niet echt mee. De bouten en draadeinden worden ook minder sterk. Zo zal een 8.8 bout bij 400 graden Celsius nog 80% van zijn kracht hebben en bij 600 graden Celsius nog maar 20%. Terwijl het staal nog 50% van zijn kracht overhoudt bij 600 graden Celsius. Hiervoor hoeft er geen duur materiaal gebruikt worden als Inconel of Incoloy. Welk materiaal geeft de voorkeur? Dan geeft je het materiaal nog de eisen als warmtegeleiding, aluminium staal RVS (volgorde van goed naar slechter). Sterkte, RVS staal aluminium. Kerfgevoeligheid staal RVS aluminium (theoretisch afwerking is maatgevender). Kosten; staal, RVS, aluminium. Warmte geleiding aluminium, staal, RVS. Warmte uitzetting staal RVS aluminium.
Aluminium is een interessant materiaal om de plaat van te maken, alleen moet de plaat dan dikker worden. De dikte van plaat zorgt voor een groter oppervlak van warmte invloed. Dan kan je beter een sterker materiaal kiezen om een dunnere plaat te maken. Bijvoorbeeld RVS is sterk en blijft ook nog eens mooi. Nadeel van RVS is dat het warmte slecht geleid en daardoor erg warm kan worden. Staal is daarin een goede compromis, plus de laagste kosten zowel in prijs per kilo als in bewerking. De uitzettingscoëfficiënt van staal is wel lager dan aluminium of RVS, maar doordat de cilinderkop een groter volume is zal de temperatuur waarschijnlijk lager liggen dan het uitlaatspruitstuk. Hierdoor zal het verschil van thermische uitzetting minimaal zijn (theoretisch gezien). Voor de zekerheid worden de spruitstukken gedeeld, helaas is dit niet mogelijk bij de plaat en zal de sleuven de thermische belasting op moeten vangen. De afwerking van de randen en gaten moet voorkomen dat er thermische vermoeiing ontstaat.
Hiermee wil ik zeggen dat een plaat van 8,5mm van simpel staal al voldoende moet zijn. Ook kan je met fijne draad, langere boutlengte(gedeelte wat niet geschroefd zit om klemkracht te vergroten) of sterker materiaal dunner gaan. Maar dan ga je wel de klemkrach van de plaat aan de cilinderkop verlagen, hierdoor kunnen de inbusjes los lopen. Gelukkig worden ze onder het spruitstuk geplaatst en kan het nooit helemaal los lopen.
Gaten patroon kan ik moeilijk anders maken dan wat hier in het topic eerder te zien is. Toch heb ik het middelste draadeind aan de bovenzijde lager geplaatst. Om 2 redenen, passing pakking en ruime rondom de gaten. Buitenrand heb ik met zoveel mogelijk rechte stukken gekozen om snijtijd te verkorten. De sleuven zijn voor thermische uitzetting. Het liefst had ik de middelste door getrokken naar de onderzijde, zodat een soort harmonica effect kan ontstaan. Alleen zal dan de boutkop minder draagvlak hebben.
Zo is mijn keuze op materiaal en dikte ontstaan, al heb ik iets mis of vergeet ik iets dan hoor ik het graag.