Dimensionamento ala

[katana87]

Ciao a tutti, sto rifacendo l' ala del mio extra da 3 metri di apertura alare. Disegnandola con catia e impostando i vari pesi dei materiali che la costituiscono mi sono accorto che facendola centinata si riescono a togliere tranquillamente 1,5Kg.Quest' aereo infatti ha un grande difetto... il peso 22 Kg con il pieno...Per non fare le cose cosi' a naso mi sono fatto un foglio di lavoro con excel per cercare di dimensionare (naturalmente a grandi spanne siccome con un foglio di lavoro con excel non si puo' pretendere la massima precisione) il longherone. Ed ecco qua il problema.
Ho deciso di utilizzare dei tubi in carbonio e fortunatamente sono riuscito a trovare sul sito dove li vendono le varie caratteristiche meccaniche.Nella parte che riguarda il dimensionamento dei longheroni, in particolare quella delle solette con sezione cava (tubi) non mi tornano i conti. Il sigma di rottura è quello preso dal sito quindi presumo corretto.La cosa che non mitorna è che utilizzando un tubo con diametro esterno 8mm mi viene che devo utilizzare 4 tubi 2 sopra e 2 sotto con diametro interno da 2,6mm!!! Mi pare di aver sbagliato qualche cosa nei conti ma non riesco a capire prorpio dove. Qualcuno saprebbe aiutarmi e farmi capire dove ho sbagliato???
In allegato ho messo il file in excell che ho fatto... Spero che sia chiaro e, una volta corretto possa essere utile anche ad altri utenti del forum...
Ciao

Paolo

[katana87]

Scusate me ho dimenticato di dire che i parametri evidenziati in verde e arancione sono quelli che l' utente deve impostare, mentre quelli in azzurro sono i risultati che si ottengono.Quelli in bianco sono conti che servono ad arrivare ad un risultato finale.
Ciao

Paolo

[katana87]

Ciao, mi scuso per l’ up; però prima di lasciar morire questa discussione volevo provare a vedere un’ ultima volta se riuscivo ad avere un consiglio dopodiché lascerò stare.
Prima di tutto mi sono accorto troppo tardi di aver sbagliato già dal titolo; infatti non aveva senso scrivere dimensionamento ala, ma sarebbe stato meglio “foglio excel perla stima del dimensionamento del longherone alare”( il dimensionamento di un’ ala direi che sia una cosa molto più complessa). I conti non sono così camapti all’ aria, ma li ho fatti utilizzando il libro di costruzioni aeronautiche che usavo alle superiori. Magari sarebbe meglio tralasciare la parte che riguarda le centine, però credo che ci si possa fidare della parte riguardo il dimensionamento del longherone, cioè il dimensionamento di anima e soletta. Il mio problema è nato proprio mentre vedevo i risultati delle solette. Come avevo detto giorni fa ho deciso di utilizzare dei tubi in carbonio per l’ ala che ho disegnato. Una volta impostato tutti i parametri necessari sono andato a vedere subito la sezione della radice dell’ ala siccome è quella in cui il momento flettente è più elevato; e quindi la zona in cui le solette devono avere una sezione maggiore. Il problema è nato proprio qua, siccome nei dati bisogna impostare il diametro esterno del tubo che si vuole usare, avevo ipotizzato 8mm ( che a mio parere sembrava già tanto). Quando ho visto i risultati mi sono accorto che nella sezione della radice non avrei mai potuto utilizzare un tubo sopra e uno sotto per realizzare il longherone. Vedendo la soluzione con due tubi sotto e due sopra ho notato che il diametro interno che avrei dovuto utilizzare era piccolo; quindi non avrei potuto utilizzare dei tubi ma bensì dei tondini. Avrei potuto tranquillamente aumentare il diametro esterno, ma vedendo i vari modelli al campo e leggendo varie riviste aeromodellistiche dove vengono descritte delle costruzioni realizzate da altri modellisti ( sempre di maxi da tre metri), non ho mai sentito nessuno che usasse dei tubi così grossi per il longherone; ed è per questo motivo che è nato il dubbio. E mi pare di aver sempre visto tubi e mai tondini di carbonio. Quindi se non avessi mai visto o sentito parlare di ali di aerei di tre metri di apertura alare avrei direttamente utilizzato dei tondini senza tante paranoie. Il punto poi è che non mi pare di aver utilizzato un valore del fattore di contingenza così elevato( in una discussione che avevo aperto tempo fa mi era stato detto che si potevano raggiungere dei valori molto più elevati di quello utilizzato), eppure mi escono questi valori. Quindi o ci sono degli errori nei conti, o effettivamente devo utilizzare dei tondini; aggiungendo una nuova parte sul foglio excel dove vengono calcolate le dimensioni delle solette, per il calcolo di solette con sezione tonda piena.
Se qualcuno mi sapesse dare la risposta sarei davvero felicissimo.

Ciao

Paolo

[Ehstìkatzi]

Non riesco ad aprire il file Excel che hai allegato, per cui non posso rispondere a tono alle tue domande.
Se ho ben capito vuoi usare un longherone costituito da 2 tubi in carbonio e solette di collegamento in materiale diverso.
Prendiamo per buono che tu abbia una trave costituta dai soli tubi per quanto riguarda il calcolo del Modulo di resistenza a flessione.
Questo è dato dal Momento d'inerzia diviso la distanza dall'asse alla fibra più lontana.
Il Momento d'inerzia della tua sessione è dato dalla somma dei momenti d'inerzia ( Jcg) dei 2 tubi rispetto al loro asse baricentrico e del prodotto dell'area ( A ) di ogni singolo tubo moltiplicato per la distanza dal centro del tubo all'asse neutro ( D ) elevata al quadrato moltiplicato per 2.

J= 2*Jcg + 2*At*D^2

W= J/ (D+d/2) d= diametro del tubo.

Il Momento flettente ( Mf ) è dato dal peso totale del modello ( mettendoci anche il peso delle ali si va in favore della sicurezza ) diviso 2, moltiplicato per la distanza dall'asse del modello alla metà della semiala ( anche in questo caso stiamo semplificando, ma sempre in favore della sicurezza ).
La sollecitazione max nelle fibre del tubo è data dal Mf diviso il W di cui sopra.
La sollecitazione nella soletta di collegamento è principalmente di taglio per cui la sforzo è dato dal peso del modello diviso l'area trasversale della soletta.
Il peso deve essere moltiplicato per i g limite ( accelerazione ) a cui prevedi sarà sottoposto il modello in volo.
A questo punto la sollecitazione max può essere anche uguale a quella di rottura del materiale.
Ragionare e calcolare è una grandissima cosa, guardare quello che è già stato fatto e che funziona, chiedendosi perchè, è altrettanto valido.

[katana87]

Grazie per la risposta. Ho provato ad allegare dinuovo il file in excel...

[Ehstìkatzi]

Originalmente inviato da katana87

Grazie per la risposta. Ho provato ad allegare dinuovo il file in excel...

Niente da fare........vedo addirittura un file .rar col titolo "Nonne brasiliane"....., ma niente file excel.

[katana87]

Mi spiace io ho provato ad aprirlo dal forum provando con tutti i due file che ho messo e me lo apre senza problemi...Pazienza grazie per la risposta in ogni caso