So, da die Frage immer wieder auftritt, hab ich mir mal die Mühe gemacht und lass jetzt mal den Maschinenbauer raushängen:
Ich hab ein schnelles Modell des Bajonettes mit Kamera und Objektiv erstellt und dann mit FEM berechnet. Hier das Modell für das Nikon 70-200mm 2.8 VRII. Die Kamera steht senkrecht und das Objektiv wird waagerecht durch das Bajonett gehalten:
Anhang anzeigen 1724025
Ergebnis für das Nikon 70-200mm 2.8 VRII ist, dass die Belastung in den entscheidenen Stellen etwa 30 N/mm² beträgt, da aber selbst billges PVC eine Zugfestigkeit von 50 bis 70 N/mm² hat und billiger Stahl schon eine Belastung von 340 N/mm² aushält, könnt ihr absofort aufhören euch Gedanken zu machen, ob es hält oder nicht. Selbst wenn die Kamera ein Kunststoff-Bajonett hätte, würde es halten. Zudem ist die Kamera bestimmt nicht aus billigem PVC gefertigt.
Es ist kein Problem für das Bajonett ein 70-200 2.8 Objektiv Waagerecht zu halten, senkrecht geht dann immer. Das zweite Bild zeigt das Ergebniss der Berechnung in 2000 facher Überhöhung ohne die Kamera, damit man mehr sieht (die grünen Bereiche Stellen die Belastung von etwa 30 N/mm² dar).
Anhang anzeigen 1724026
Ich hoffe das hilft euch ein bisschen.
Werter Maschinenbaukollege... sorry, wenn ich Dir hier die Illusion nehme, aber das Modell ist gänzlich unbrauchbar.
1. die du berechnest einen Statischen Fall... frag dich mal, wann das Bajonett "bricht". wohl weniger wenn es die Horizontale Lage erreicht hat.
Doch viel eher beim hoch schnellen, da zur Gravitationskraft dann zusätzlich noch die Trägheitskraft kommt. (Irgendwo zwischen 45°-60° werden die Kräfte am grössten Sein... und genau in dieser Stellung wird es auch brechen).
Und gerade das Hochschnellen aus der Hand kann ein "Vielfaches" der statischen Last betragen.
Ohne weiteres sind da 2g oder noch mehr nur durch Trägheit möglich... schon aus dieser Sicht werden aus den gerechneten 30N/mm2 schnell 80-120N/mm2.
Man überelge... aus einem 2kg Objektiv, resultierend 4g resultiert 8kg... mit 2gesunden Händen zusätzlich mit dem Hebel des Armes ohne weiteres machbar.
Und jetzt kommt der 2. Punkt... es ist eben auch keine Seltenheit.
Die Werte sind für "statische" Lasten die du wohl da aufgeführt hast.
Für dynamisch belastete Teile ist da schnell mal Faktor 2 und weniger zulässig für "dauerbelastung". Natürlich könnte man über eine Betriebsfestigkeitsberechnung "höhere" zulässige Spannungen auslegen. Da aber Kollektive nicht bekannt und sehr differieren würde ich mal die zul. Spannung im Schwellbereich verwenden.
Billiges PVC, wie du es nennst hat dann gerade mal noch einen Festigkeitswert von 50N/mm2... ohne Sicherheit.
Nimmt man eine Magnesiumlegierung ist die Wechselfestigkeit ohne Sicherheit zwischen 50 und 80N/mm2!!!
Schon daraus wird ersichtlich, dass ein "herumschletzen" am Kamerabody möglichst verzichtet werden soll. Auch beim 70-200.
Klar, nur am Kamerabody das Objektiv hoch ziehen mit 4g ist auch unmöglich.
Dennoch wird hier schnell mall ein Dynamikfaktor von ca 1.3 erreicht oder noch mehr.
Von deinen gerechneten 30N/mm2 bei einer Zulässigen Wechselfestigkeit bei 70N/mm2... wird es bereits schon grenzwärtig.
Zusätzlich... du redest hier im FEM von einer Kerbe. Dazu solltest du das Netz deutlich feiner wählen. Dann wirst du sehen, dass du in der Kerbe keine 30N/mm2 erhälst. Sondern deutlich mehr. Die Kerbe wird Spannungen nur so Anziehen.
Ausserem... lass mich raten... du hast mit einem E-Modul von 210kN/mm2 die SPannung errechnet?
Magnesium hat aber nur eine von 45kN...und die Spannung im FEM wird ja bekanntlich über die Dehnung des Netzes sowie im Hookschen Bereich mit dem E-Modul eruiert. Geringerer E-Modul bei gleicher Last bedeutet mehr Dehnung ;-). Und Mehr Dehnung bedeutet in diesem Fall... was wohl?
hast du auch durch die "richtige" fläche dividiert? (ring, kein kreis)
sieht man auf dem bild nicht wirklich ...
FEM... da brauchst du nichts zu dividieren.
Mit FEM rechnet man auch gleich die Kerbspannung mitein.
Richtig gemacht ist ein FEM deutlich genauer als die Handrechnungen mit irgendwelchen Kerbfaktoren.
die sache ist ja die, die spannung (sigma) wird berechnet, indem man die kraft (f) durch die fläche (A) dividiert.
und meine frage war, ob du als fläche einen gefüllten kreis eingezeichnet hast, oder halt nur das bajonettring
wenn du nur die fläche eingezeichnet hast, könnte die spannung viel größer sein, als es dein programm ausgespuckt hat.
Da es ja eigentlich ein Biegefall ist wäre wohl eher richtig, dass die Spannung dann eher wäre: Kraft x Hebelarm / Widerstandsmoment
Nene, das Programm rechnet nur das, was es auch wirklich kriegt.
Ergo die Ringfläche mit dem Übergang und Kerbe ;-).
Aber eben, die Fehler die auch eine zu geringe, gerechnete Spannung sind wohl eher folgende
- zu grobes Netz
- falscher E-Modul
- falscher Ansatz der Beurteilung der zulässigen Spannung (Schwellfestigkeit liegt deutlich unter dem Zugfestigkeitswert)
- keine Dynamik an der Kamera mit eingerechnet
FAZIT:
Selbst wenn man diese 30N/mm2 nimmt, welche ich aber nach wie vor für deutlich zu gering halte (sieht man auch an der Netzabbildung bei der Überhöhungsdarstellung), ist diese Spannung bereits genug gross, um bei erhöhter Krafteinwirkung (hochschlenzen des Objektivs nur am Kamerabody) schäden am Bajonett hervor zu rufen.
Hierzu dient die Hand ganz klar, als Stütze. Anstatt am Kamerabody beide Hände, wäre eine gut aufgehoben am Objektiv.
Hochschlenzen mit Einer Hand wird dann wohl weniger Kritisch sein (da viel geringere Dynamik), aber auch dann...
Wenn sich das Objektiv in die Horizontale Lage bewegen soll muss es eine höhere Kraft geben die die der Schwerkraft entgegen wirkt. Heisst, eine Beschleunigung nach oben. Und die Trägheit wirkt der Beschleunigung entgegen... also in gleicher Richtung der Schwerkraft... was dazu führt, dass es zu eienr Überhönung der Kräfte kommt... ergo... selbst bei leichtem Hochschlenzen sind da Überhöhungen gegenüber dem Statischen Fall in jedem Fall vorhanden.
Stützt eure Objektive also auch mit der anderen Hand ab. Wozu habt ihr sonst 2 Hände...
durch Kamera mit BattGriff ist das eine sehr ungünstige Gewichtsverteilung :-(