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ECCO UN RESOCONTO FRUTTO DI UN CALCOLO FATTO DA UN AMICO INGEGNERE CHE SI OCCUPA DI COSTRUZIONI AERONAUTICHE
- calcolo effettuato considerando una condizione di volo a fattore di carico (Portanza/Peso del velivolo) pari a 10 (con coefficienti di sicurezza pari a 1.5, 2.0 e 2.5);
- la distribuzione di portanza è supposta parabolica lungo la semi-ala (in mancanza di dati più precisi è di solito considerata un'approssimazione accettabile), con risultante applicata di conseguenza ai 3/8 della lunghezza della semiala;
- soltanto gli effetti dovuti alla flessione sono stati considerati;
La flesso-torsione indotta da un possibile disallineamento tra l'asse della baionetta ed il centro di pressione è stata trascurata così come il contributo di torsione pura derivante dalla deformazione dell'ala (quest'ultimo è esattamente nullo se non vi sono vincoli (incollaggio) tra la superficie esterna della baionetta e l'interno dell'ala, come suppongo sia il caso).
- il modulo di resistenza della sezione è di 1565 mm3
Con queste ipotesi, il modulo dello sforzo sulla sezione della baionetta (identico a trazione e a compressione, vista la simmetria) è pari a circa:
696 MPa , con coefficiente di sicurezza pari a 1.5
937 MPa , con coefficiente di sicurezza pari a 2.0
1179 MPa, con coefficiente di sicurezza pari a 2.5
Per quanto riguarda la resistenza, alcuni dei valori tipici a mia disposizione sono, ad esempio:
Materiale 1:
Resistenza a trazione nella direzione delle fibre, Xt = 1500 MPa
Resistenza a compressione nella direzione delle fibre, Xc = 1200 MPa
Resistenza a trazione nella direzione perpendicolare alle fibre, Yt = 50 MPa
Resistenza a compressione nella direzione perpendicolare alle fibre, Yc = 250 MPa
Materiale 2:
Resistenza a trazione nella direzione delle fibre, Xt = 1120 MPa
Resistenza a compressione nella direzione delle fibre, Xc = 710 MPa
Resistenza a trazione nella direzione perpendicolare alle fibre, Yt = 42 MPa
Resistenza a compressione nella direzione perpendicolare alle fibre, Yc = 110 MPa
Come vedi, già solo tra questi due casi c'è una certa differenza (nei compositi c'è una variabilità enorme, dettata dai numerosi parametri su cui si può intervenire).
Tuttavia se si confrontano questi valori con quelli calcolati sopra, direi che quantomeno ci troviamo nel range tipico di utilizzo di un materiale composito, il che ne giustifica, ovviamente l'utilizzo.
Il problema è che le proprietà del materiale possono, come si evince chiaramente, cambiare completamente le carte in tavola.
Se il materiale di cui è composta la baionetta è più vicino al Materiale 1, direi che non ci sono grossi problemi, almeno nelle ipotesi che ho utilizzato, se invece ha delle proprietà più simili al Materiale 2, c'è il rischio di un cedimento, soprattutto nella zona superiore della baionetta, ovvero quella che si trova in compressione. In questo caso solitamente o è la matrice a cedere, oppure si assiste ad uno scollamento lungo l'interfaccia fibra-matrice, dovuto a delle microinstabilità in compressione delle fibre.
Va detto, infine, che in un'ottica conservativa ho adottato un approccio di tipo "first-ply-failure", per il quale la missione si considera compromessa anche se una soltanto delle lamine che compongono il pezzo viene danneggiata.
come potete vedere non sapendo la qualità del carbonio mi sono venuti i dubbi del caso e da qui la chiamata in gioco del popolo degli "aliantisti"
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