wie dick muss titan sein?

ich möchte ein U-boot bauen(zeichnen)und habe eine wichtige frage.wie dick muss titan in 1000 meter tiefe sein(100bar).meine skizze ist 40 meter lang,20 meter hoch und 10 meter breit.

5 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hamburger02

Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer

Mathematik, Physik

09.01.2019, 18:33

Das kannst du dir nach der sogenannten "Kesselformel" selber ausrechnen:

s = Wandstärke
S = Sicherheitsfaktor, der bei einem Uboot mindestens 2,0 oder mehr betragen sollte
p = Druck
D = Durchmesser des Druckkörpers
σ_zul = Zulässiger Zugspannung des verwendeten Materials

Auf jeden Fall musst du einen kreisrunden Querschnitt nehmen, alles andere macht keinen Sinn. Desweiteren musst du Rundspanten vorsehenm deren Abstände so um die 0,8 bis 1,5 m betragen.

Titan ist aber nicht die besten Lösung, da es nicht so fest ist wie Stahl. Im deutschen Ubootbau wird amagnetischer ristfreier Spezialstahl verwendet, dessen Eigenschaften aber streng geheim sind.

Auf jeden Fall müssten bei einer Tauchtiefe von um die 1000 m Wandstärken von so rund 20 - 30 cm rauskommen.

Retera

09.01.2019, 15:41

Wenn du reines Titan verwenden möchtest, dann muss es sehr dick sein, denn Titan selbst ist kein besonders hartes Metal. Erst in einer Legierung wird es unglaublich hart. Es gibt sogar Carbon-Titanlegierungen, die eine Mohshärt von 12 erreichen (Vergleich: reine Diamanten schaffen gerade mal eine 10 auf der Mohsskala).

Es ist aber nicht nur von der Legierung abhängig, sondern auch davon, welche Statik du im U-Boot hast. Durch eine gute Archetektur kann die Dicke stark reduziert werden.

Pauschal lässt sich das nicht beantworten, zumal man für eine Berechnung Ingenieurswissen benötigt.

derroter

Fragesteller

09.01.2019, 15:43

welcher stoff wird den zum u-bootbau verwendet?

Retera

09.01.2019, 15:45

@derroter

Soweit ich weiß, wird aus Kostengründen gerne auf Stahl gesetzt, und höchsten tragende Teile der Innenstruktur mit höherer Belastung auf Titan-Legierungen gesetzt. Welche Legierungen da aber genau zum Einsatz kommen, kann ich dir nicht beantowrten.

ThomasJNewton

Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer

Physik

10.01.2019, 00:16

Deine Skizze ist 40 m lang und 20 m hoch? Normal macht man Skizzen wesentlich kleiner als das Teil, das man bauen will.

Außerdem ist Titan das falsche Material, viel zu teuer. Bei einem U-Boot muss man nicht extrem an Gewicht sparen, denn die Luft erzeugt genug Auftrieb. So stabil wie Stahl ist es auch nicht.