Verslag van metingen aan een model van een log.per. antenne ten behoeve van de afdeling Elektrotechniek, sectie Radiosystemen der T.H.E.

antenne ten behoeve van de afdeling Elektrotechniek, sectie

Radiosystemen der T.H.E.

Citation for published version (APA):

Hendrikx, C. P. (1964). Verslag van metingen aan een model van een log.per. antenne ten behoeve van de afdeling Elektrotechniek, sectie Radiosystemen der T.H.E. (DCT rapporten; Vol. 1964.029). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1964

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

Inhoudsopgave: I . Inleiding

2. Materiaalgegevens prototype

3.

Vereenvoudigingen van het model

4.

Het model

5.

Meetresultaten en foutendiscussie &oordinaten hoofdkabel

krachten, verlengingen, ontwerplengten

6.

Bepaling E-modulus fiberglas tuistaf

blz.

I

2 3

4

5

6

8

9

Bijlagen: 1. Antennemodel met hoofdafmetingen.

2 en 3. Afmetingen antenneelement en stand in de rufmte.

4.

B-modulus tuistaf.

Verslag van metinKen aan een model van een 1og.per. antenne ten

behoeve van de afdeling Elektrotechniek, sectie Radiosystemen der T.H.E.

1. Inleiding

Van de log-per, antenne, waarvan in de bijlagen 2 en

3

de afnetingen en de stand in d e ruimte zijn aangegeven, is voor het bovenste antenne- element een model gebouwd.

Doel van dit model was het ontwerpen van een spanconstructie, uitge- voerd in kunststof, waakmee het antenneelement in de ruimte kon wor- d e n opgespannen.

In de bijlage 1 is de spanconstructie weergegeven, zoals die op expe- rimentele *ze aan de hand van het model is bepaald. Bet antenneelement zelf is met een stippell@~ aangegeven; de overige getrokken U n e n

stellen de kunststofkabalparten VOOP. Bepaald a n :

a, de bevestigingspuriten van de hoofdkabe2s ~ i , de gronc? en aan de twee masten en de bevestigingspaaten van de bulpkabels,

b. de ontwerpleagten van de parten, waaruit de k a b e k zijn opgebouwd.

c e de krachten in d e kabelparten. d. de doorhang van het antenneelement.

Bij de punten

c

en d is geen rekening gehouden met extra-bebsting ten gevoige van winà-, ijs- or^ sneeuwaÎzetting.

Bij het ontwerp is rekening gehouden met ruimte, benodigd voor het onderste antenneelesinent (hÛlaE8

3).

2. Materiaalgegevens voor het prototype

Hiervoor stonden de volgende gegevens ter beschikking: antemeelementen

-

elektrolytisch koperdraad

3

mm.

treksterkte:

fft

=

30

kgf/mm'.

soortelijk gewicht:

8.96

kgf/dm3 (aangenomen). gewicht per lengteeenheid:

63

$ 4 x IOe2gf/cm. elasticiteitsmodulus: 12500 kgf/mm' (aangenomen). fiberglas tuiaitaf

Id> 4,8 mm.

breekkracht: 2000 kgf.

soortelijk gewicht: 2 kgf/dm3.

gewicht per lengteeenheid:

36.2

x 10, gf/crn.

elasticiteitsmodulus: 3880 kgf/mmza spankabels

-

-2

De verbindingen tussen de kabelparten van de hoofdkabels onderling worden gevormd door klemmen, die

in

een vlak scharnierea,

Vereenvoudigingen van h e t model

Op grond van een onderzoek naar de invloed van?% elastische r e k en buigstijfheid van een koperdraad op de doorhang onder invloed van e i g e n gewicht werden de volgende vereenvoudfgingen gemaakt.

1 , Antenne

-

De draden, waamit een antenneelement is samengesteld kunnen worden beschouwd als n i e t rekbare kabels. De buigstijfheid

bQ de gegeven ~ e n g t e a ~ ~ e t ~ e n worden V e ~ ~ l o ~ s d .

2 , Spankabels

-

In

verband met de spankrachten, d i e g r o o t a n teo.v.

het eigen gewieht, kunnen de t u i e t a v e n worden besehouwd ala elas- tische, b ~ i ~ n g s ~ t ~ e staven.

H e t elafitische gedrag van de spankabels kon om praktische redenen,

-

o.a. h e t n i e t heschikbaar zfjn van een geschikt m o d e l ~ a t e ~ i a a l

-

n f e t worden mgebootst.

D i t heeft g e l e i d t o t het bouwen van een modele waarb%j TOOF de antenne- draden en de spankabels ~ e t ~ e l f d e mateziaal ie gebruikt, echter wel met aangepaste eigen g e w i c h t f i b e l a s t ~ g ~

Aan de hand van d i t model zgn, door b ~ r e k e n ~

en

meting, de h a o h t e n in de parten va2 de sparkabels bepaald. Uitgaande van Beze k a s h t e n

en de lengten van de kabelparten, zij, ds ~ ~ a e ~ ~ f i t ~ s ~ ~ e ~ ~ Fep- ~ a ~ d ~

l e n g ~ n g e n voor de t s t ~ ~ ~ e l ~ berekend,

Deze e l a s t i s c h e V e r l e n g i ~ e n geven de mogelijkñeld

om,

althans bij be- g de ring^ de lengten i n onbelaste toestand t e bepalen,

Het model Schalen: lengteschaal: = 0,l _(xv

₌

_x

)*

prototype

X

model eigen gewichtsbelastingschaal: '(q,)v = (q2)v = 0,238- q, = antenne q,

=

spankabels. krachtenschaal: kv = 0,0238

-

=

42,l

.

(*.

)

Eíateriaal: Paten~ketting no.I (Q93x7mm) zemel voor antennee~enent als voor spankabels,

eigen gewicht per lengteeenheid

Door middel van paperclips is aan het antenneelement een extra ~ e m i c h t s b e l ~ t ~ $ aangebracht van 6,46~1û-~gf/cm,

q = 8,6Q~lU-~gf/em.

Sdgaaafide fotoss tonen twee aanziehten van het model.

De bovenste o p h a n ~ u n t e n van de spankabels worden ~ e ~ door zich o ~ d zelf instellende katrollen.

De ~ ~ l p ~ a ~ e ~ s kan mea eveneens over katrollen laten lopen en met ~ o ~ ~ r a g e ~ i c h t e n spannen, HLerdoor wordt de inyloeci van temperatu?lr- w i ~ ~ e ~ n ~ e n op doorhang en ?nachten ~ e ~ ~ d ~ ~ d ,

5e

Meetresultaten Tabel 1.

De in deze tabel vermelde waarden zijn verkregen door zowel voor de linker- als de rechterhelft van het Rodel coordi~aatmetingen uit te voerenP de ge~on5tateerde verschillen aan het model te corrigeren en de metingen t e herhalen,

Op experimentele wijz= zijn de b e v e s t i ~ ~ g s p ~ t e n O

-

0

-

@-

@

alearede de ~ o o p p ~ t e n

@

t/m

@

voor de hoofdkabels bepaald; even- e885 de b ~ ~ e ~ t i ~ ~ g s ~ u n t e n van de hulpkabels en de lengten van de diverse parten.

Een en ander is zodanig geschied

m o g e Q 3 aansluit bQ de stand getekend op bdlage

3.

(yz

= 55*)*

E e n van de foto's toont een zjjaanzicht. De hoek tussen de midden- kabel van het antenneelement en het horizontale vlak bedraagt 54,1°, De doorhang van de middenkabel is ~ e r w a ~ ~ o o 5 b a ~ *

De doorhang (zie figuur) van de draden zelf varieert van 0%

-

aan de a~deskant

-

tct 7 %

-

aan de boverYrznt - i daarlussen woidt aea

maxhmle waarde van ortgeveer 2% bereikt. Zie gierveer

f a t o op

b!,jlage 5. dat het antenneelement zo goed

i

Tabel 1

Coördinaten

van

hoofdkabel ( x ,

y,

z)

en

buitenkabel van de antenne (p, q, r) gemeten aan het

model.

Punt:

O 4 I P 2 2a

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

13

13a

14

P

( mm) O 21 1

243

279

321

369

424

487

559

643

737

847

975

1122

1285

1502

-

2090 9 P

bun) (mn)

o

O

96 292

111

336

127

386

147 444

168

510

'I94

586

222

673

255

774

294 893

337

1025

387 14182

445

1361

512 1569

587 1801

676 2085

1255

2985

-

-

x

nmi) O 21 I

-

290

-

385

443

509

580

655

755

865

997

1149

7

327

1843

2090

2050

Y

2 (=i) (ma)

342

o

319 294

316 404

323 536

33l 617

343

710

360 809

381

915

0

-

-

413 1058

460 1215

515 1405

594 1624

702 1889

1079

2692

1255 2295

4230

3445

De

coordinaten voor

het

prototype wordea ~ ~ o door vermenig- n a ~ pruiaigen mei; Saetor 10,

Tabel

2

De krachten, vermeld i n deze tabel, z5jn berekend u i t een bekende

kracht i a het part

0

-

@

-

c o n t r a ~ e w i c h t

-

en de hoeken, d i e de

18 een knooppuat samenkomende parten met e l k a a r maken. Deze hoeken zijn

u i t

de i n tabel

1

vermelde eoordinaten berekend.

Controle aan het model leverde VOOF de parten O

-0

,

@

-0

De krachten Bn de parten

1

-

@

zeer g r o t e afnj;jkfngen (ordegrootte 10

-

IOW), voorinarnelijk in de

parten aan d e onderkant,

De oorzaak hiervan is, d a t het zeer moei% w a s deze parten zodanig t e spannen, dat ze ,,gelijkelijk" werden belast.

enz. ingen op van maafrnaal 6% ~ , G , V . de berekende waarden,

0-

2,

enz. vertoonden daarentegen

De o ~ t ~ e ~ p l e n g t e n zijn de lengten i n onbelaste toestand.

De r e l a t i e v e fout i n deze lengten bedraagt

2

2%$ hetgeen absoluut gezien aanzienlijk is.

De Ontwerplengten kuanen dan ook slechts gezien worden a b iiitgangs-

purit voor de lengten Tan àe ka'oelparten voor a e i prctciype.

De v e ~ b i n d ~ n g tussen de kahelparten onderling zal zodanig

m

~

e

~

~

~

geschieden, d a t 80 eventueel korrekiies kunnen worden a a n g e b r a e ~ ~ ~

De i n de tabel vermelde A ~ ~ w a ~ d e n gewen een inasuk paa de e l a s t i s c h e

v e r ~ e n g i n g e ~ van de ~ s t s t o f ~ b e l s ~

Strbkt genomen zijn deze waarden verwaarloosbaar t o o e v e de absolute

fout

in

de o n t w e r p ~ e n ~ e n ~

Be krachten in &a draden van %et antenneelanent z e l f koadea slechts op enkele p l a a t s e n worden gemeten, nel, i n de punt van de clriahoek ( z i e schets),

hoofdkabel van het protot.ype. kracht (kgf)

76

75

76

77

78

79

80

81

83

84

90

95

104

110 18 ontwerp- lengte (mm)

3622

1353

1626

998

1146 I

229

1344

1772

1973

2375

2776

3365

1

O248

51

9GX

4995x

x fistelbaar z i e bijlage 1 , P a r t : kracht (kgf) 3

5

3

2

3

2 2 6

3

7

6 10 ontwerp- l e n g t e

c

mm)

2230 7

902

1580

1417

1284

1126

905

848

821

856

2

024

1505

I en telbaar

6,

Bijlage 4,

De E-modulus is bepaald

u i t

een trekproef.

Bij een b e l a s t i n g van

1630

kgf %rad breuk op, voornmeli@ als gevolg van h e t scheeftrekken

ran

d e kabelklemmen t e o e v . de bekken van de trekbadc bi het opvoeren van de belasting, Hierdoor treedt behalve een trekspanning ook nog een b~igspanning op.

De opgegeven breukkracht van

2000

kgf lijkt bij zorgvuldiger

in-

Memmen haalbaar,

De diameter van de spankabels

(4,8

mm) i s i n verband me% de op- tredende krachten ruim voldoende^

~ i ~ a h o ~ e n * 26 November 1964,

MñTEN

IN

METERS

O

PS

TRüRí

HOEK

24

o

5 C HRUL i' ID0