fibra vs acciaio vs carbonio

[SPERBER]

il carbonio posto all'interno del tubo in acciaio è un aiuto o un danno? credo non sia il modo più efficiente di fare una baionetta robusta.
Forse meglio il tondo pieno di acciaio o il tubo di carbonio e basta o un tubo di acciaio.

[andreis]

Originalmente inviato da SPERBER

il carbonio posto all'interno del tubo in acciaio è un aiuto o un danno? credo non sia il modo più efficiente di fare una baionetta robusta.
Forse meglio il tondo pieno di acciaio o il tubo di carbonio e basta o un tubo di acciaio.

Per "meglio" cosa intendi ??

Antonio.

[SPERBER]

Originalmente inviato da andreis

Per "meglio" cosa intendi ??

Antonio.

intendo che hai prestazioni migliori col tondo in acciaio e minor sbattimento.
Se il peso è un problema (ma può esserlo?) si studia magari di usare un tubo in cfrp (carbonio). ho visto baionette deliranti con acciaio/carbonio , alluminio/carbonio, boh....faccio fatica a capirle. Utile magari ragionare sul fatto che il tubo in cfrp funziona molto meglio del tondo (si spacca dopo), anche se io preferisco usare l'acciaio e vedere le ali un po' piegate anzichè sentire craaaack.

[DoC]

Originalmente inviato da SPERBER

Utile magari ragionare sul fatto che il tubo in cfrp funziona molto meglio del tondo (si spacca dopo)

Perché dovrebbe spaccarsi dopo?

[SPERBER]

Originalmente inviato da DoC

Perché dovrebbe spaccarsi dopo?

ultrasemplificando la parte più interna del tondo contribuisce poco alla resistenza ,soprattutto a quella a flessione, contribuisce molto a far esplodere il pezzo sotto flessione....quindi facciamone a meno...et voilà il tubo.
Parlo di cfrp.
Strutturisti doc inorridite pure.

[batman]

Originalmente inviato da SPERBER

ultrasemplificando la parte più interna del tondo contribuisce poco alla resistenza ,soprattutto a quella a flessione, contribuisce molto a far esplodere il pezzo sotto flessione....quindi facciamone a meno...et voilà il tubo.
Parlo di cfrp.
Strutturisti doc inorridite pure.

Hai detto una cosa verissima, uno che sia Ingegnero o anche solo Perito lo sa dal 3° anno di superiore, quando si studiano i moduli di resistenza e il carico di punta.
Praticamente (rapporto a misure di cui ho fatto il conto) una baionetta piena di Carbonio da 8mm o un tubo da 8 mm. con spessore di 1,5 mm hanno differenze di carico di rottura del 10%.....
Idem con l' acciaio (ma subentra il lavoro di foratura, che spesso non è possibile per certi tipi di acciaio, non puoi certo forare coassialmente un pezzo di acciaio da punzone.......)
Diciamo piuttosto che meglio sarebbe fare baionette quadrate o rettangolari, visto che il tondo sarà pure + facile da ottenere ma una baio quadrata o ancora meglio rettangolare ha un modulo di resistenza maggiore (ma qui si va poi a ragionare sul fatto se sia meglio far lavorare la baionetta, oppure il longherone, quindi siamo daccapo.....)

[DoC]

Originalmente inviato da SPERBER

ultrasemplificando la parte più interna del tondo contribuisce poco alla resistenza ,soprattutto a quella a flessione, contribuisce molto a far esplodere il pezzo sotto flessione....quindi facciamone a meno...et voilà il tubo.
Parlo di cfrp.
Strutturisti doc inorridite pure.

Strutturista presente.

Dissento completamente.

Innanzi tutto il fatto di essere riempito evita il punzonamento del tubo nei punti di concentrazione delle forze; garantisce stabilità dimensionale al tubo ed in ultimo fornisce un buon contributo alla flessione. Che poi un tondo pieno sia un pessimo esempio di utilizzo del materiale in termini di prestazioni/peso sono più che d'accordo. Ma il carbonio pesa molto meno, è più rigido e crea un buon compromesso con l'acciaio che ha un modulo di elasticità minore.
Che poi la baionetta esploda invece che piegarsi... è solo la conseguenza di un collasso non plastico ma fragile dell'insieme, caratteristica data dal carbonio che cede. Dire come funzioni l'insieme.... cede prima il carbonio ed è per questo che la baionetta cede di colpo senza aver sfruttato a fondo l'acciaio che si trova a lavorare di colpo da solo in una sezione virtualmente vuota.... e cede pure lui.
Vorrei sentire il Grande Capo a proposito del meccanismo di collasso.

@batman: guarda l'articolo che ho fatto tempo fa, quello che ha linkato Tullio nei primi post: a pagina 6 vedrai che la differenza tra i moduli di resistenza del tubo da 10 e del tondo da 10 è ben più del 10%. E nota che sono solo caratteristiche geometriche della sezione, il peso specifico serve solo per calcolare la differenza di peso. E qui sta l'inghippo: la resistenza raddoppia ma il peso triplica in questo caso.... pessimo utilizzo del materiale.

[SPERBER]

[quote=DoC;1955623]Strutturista presente.

Dissento completamente.

Non è da tutti riuscire a suscitare il 100% dei dissensi, mi faccio i complimenti


......garantisce stabilità dimensionale al tubo

E' proprio il contrario! il nostro tondo , considerando la distribuzione triassiale, ha sforzi importanti con componente radiale che "aprono" il nostro amato tondino. Leviamogli tutto il materiale interno che si può ("tubificandolo") e la componente radiale se ne va riallineando tutti gli sforzi lungo l'asse longitudinale, che è dove li vogliamo.


".....ed in ultimo fornisce un buon contributo alla flessione. Che poi un tondo pieno sia un pessimo esempio di utilizzo del materiale in termini di prestazioni/peso sono più che d'accordo. Ma il carbonio pesa molto meno, è più rigido e crea un buon compromesso con l'acciaio che ha un modulo di elasticità minore."

Ti allego una tabella con le caratteristiche dei vari materiali (che magari tu hai già, ma ho trovato molto carina) tieni conto che il cfrp ha una riduzione di un buon 40% rispetto al materiale puro in tabella, dovuto alla necessaria componente resina. Il tipo commerciale più diffuso è con E da 245 GPa, quindi purtroppo il "composito" cfrp (incluso l'effetto resina) spesso ha alla fine un modulo più basso dell'acciaio (si sta sui 170 quando va bene).
Pace e serenità, augh.

[DoC]

[QUOTE=SPERBER;1956004]

Originalmente inviato da DoC

Strutturista presente.

Dissento completamente.

Non è da tutti riuscire a suscitare il 100% dei dissensi, mi faccio i complimenti


......garantisce stabilità dimensionale al tubo

E' proprio il contrario! il nostro tondo , considerando la distribuzione triassiale, ha sforzi importanti con componente radiale che "aprono" il nostro amato tondino. Leviamogli tutto il materiale interno che si può ("tubificandolo") e la componente radiale se ne va riallineando tutti gli sforzi lungo l'asse longitudinale, che è dove li vogliamo.


".....ed in ultimo fornisce un buon contributo alla flessione. Che poi un tondo pieno sia un pessimo esempio di utilizzo del materiale in termini di prestazioni/peso sono più che d'accordo. Ma il carbonio pesa molto meno, è più rigido e crea un buon compromesso con l'acciaio che ha un modulo di elasticità minore."

Ti allego una tabella con le caratteristiche dei vari materiali (che magari tu hai già, ma ho trovato molto carina) tieni conto che il cfrp ha una riduzione di un buon 40% rispetto al materiale puro in tabella, dovuto alla necessaria componente resina. Il tipo commerciale più diffuso è con E da 245 GPa, quindi purtroppo il "composito" cfrp (incluso l'effetto resina) spesso ha alla fine un modulo più basso dell'acciaio (si sta sui 170 quando va bene).
Pace e serenità, augh.

Per i compositi non avevo tabelle, grazie.
A casa me la salvo che mi fa comodo.

Riguardo alla tubificazione... mica ho capito cosa intendi... in flessione pura dove vedi sforzi radiali? Le uniche sono dovute ai differenti moduli elastici con conseguente contatto... e trasmissione di relativamente piccole forze di taglio per riequilibrare ed avere una flessione omogenea dell'insieme....

Tu in pratica mi stai dicendo che un tubo vuoto di ottone o ferro tiene di meno se lo riempi di carbonio??

[andreis]

Originalmente inviato da SPERBER

intendo che hai prestazioni migliori col tondo in acciaio e minor sbattimento.
Se il peso è un problema (ma può esserlo?) si studia magari di usare un tubo in cfrp (carbonio). ho visto baionette deliranti con acciaio/carbonio , alluminio/carbonio, boh....faccio fatica a capirle. Utile magari ragionare sul fatto che il tubo in cfrp funziona molto meglio del tondo (si spacca dopo), anche se io preferisco usare l'acciaio e vedere le ali un po' piegate anzichè sentire craaaack.

Paolo,
Intendevo che : "meglio" in assoluto ha poco senso, semmai "dipende" è più appropriato....

Ad esempio per l'uso che ne faccio io su diversi modelli da pendio, nel caso specifico di Daniele, e forse per quello che faresti tu, non è il caso di stare a diventar matti per alleggerire una baio in acciaio a sezione tonda.

Ma qui il discorso si fa un bel po' più complesso, e la soluzione "migliore" dipende da molti altri fattori, non sempre dipendenti dal solo peso, o dal modulo elasticita e basta....., magari dipende anche da cosa uno ha bisogno, da cosa si aspetta dal modello, cosa ci deve fare, in che condizioni, da quanti soldi vuole spendere, ecc.....

Ad esempio, un amico per rientrare nel limite concesso dei 20Kg nell'Akrocup FAI, non poteva usare il pieno in acciaio proprio per un kiletto scarso, ed è dovuto andarsi a cercare dove trovare un tubo in carbonio di pari diametro e che sia nel contempo "trecciato", ma quel tubo non terrà maaaaiii come l'equivalente in Carbonio pieno, ne come quello in Acciaio pieno....
Ovvio quel modello avrebbo dovuto essere sempre pilotato "sulle uova", ma di alternative ce n'erano ben poche... (e per fortuna il programma dell'Akrocup prevede un volo di precisione senza scatti, ne eccessi di G).
Gli ho suggerito di riempire il tubo i carbonio con del materiale a bassa densità, ma abbastanza compatto a compressione, proprio per aiutare il tubo a resistere alla deformazione della sezione, come ad esempio un manico di scopa...
Ovvio, il tubo trecciato ha caratteristiche completamente diverse dal tubo poltruso di soli rowing.
Altrettanto il tondo pieno di rowing (poltruso), non sarà certo "ottimizzato" nell'uso del materiale come quello con guscio esterno trecciato (per contenere le tensioni interne che tendono a far espldere/delaminare i rowing), e nucleo interno a bassa densità (per contenere la forma).

Certo, un manufatto ottimizzato, sarà mooolto più complesso da realizzare, nonchè moolto più costoso, e bisognerà vedere se ne vale la pena.....

Ma non dimentichiamo un'altro problema IMPORTANTE delle baio : è dovuto ai foderi, che se troppo rigidi rispetto alla baio, tenderanno a "tagliarla" proprio nel punto dove finiscono...
Moolto meglio i foderi che assecondano la flessione della baio, come ad esempio avviene nei modelli in composito di una certa qualità....
Se la baio ha possibilità di flettere scaricando i carichi, non soffrirà di forze a taglio da parte dei foderi, ma sarà in grado di distribuire il carico lungo la sua lunghezza.

Baio tubolari ??
Ottime purchè riempite, proprio per contenere la deformazione della sezione, quando sottoposte a flessione.

Come già indicato da Frank, il manuale della R&G linkato offre moolti spunti utili ed interessanti, con tanto di formule e rimandi ad approfondimenti.

Antonio.